Учебный сайт Ксении Березиной

Работа с KEGG ORTHOLOGY

Рассмотрим одну из реакций метаболизма пиримидинов: превращение дигидрооротата в оротат с участием кофактора НАД (см. рисунок 1, 2). Эту реакцию катализирует два ортологических ряда ферментов: K17828 (97 белков) и K02823 (63 белка). Оба ряда составляют дигидрооротат дегидрогеназы B [Б], однако все ферменты в первом ряду закодированы геном pyrD, во втором -- геном pyrK.

Рис. 1. (S)-дигидрооротат + НАД+ <=> оротат + H+ + НАДH
Рис. 2. Превращение дигидрооротата в оротат в схеме метаболизма пиримидинов (источник).

Для дальнейшей работы необходимо иметь два fasta-файла с последовательностями каждого из рядов, причем названия белков должны быть короткими и содержать идентификатор ряда (например PYRDB_THEP1|K17828). Для преобразования названий в скачанном с Uniprot в fasta-файле был использован скрипт на языке Python. После этого последовательности всех белков обоих рядов были выровнены алгоритмом muscle (файл с выравниванием). При покраске по Clustal видно, что есть четкая граница между последовательностями первого и второго ряда. Консерватиных колонок, общих для обоих рядов, немного. Шесть белков, которые не имели общих аминокислот в большинстве из этих консервативных позиций, пришлось удалить. Пять из них относилось ко второму ряду.

Далее в MEGA было построено дерево методом Neighbor-Joining со 100 бутстреп-репликами. Результат виден на рисунках 3, 4.

Рис. 3. Бутстреп дерево
Рис. 4. Консенсусное дерево

Дерево распадается на клады, соответствующие ортологическим рядам. Поддержка рядов высокая (100 реплик), то есть эти две клады встречаются во всех построенных бутстрепом деревьях.

Проект в Jalview

Назад к семестрам