Работа с программой PSI-BLAST.

1. Поиск гомологов белка LGB1_LUPLU (P02239) в базе данных SwissProt

blastp

Учет особенностей аминокислотного состава (Compositional adjustments) — без учёта.
Фильтрование областей низкой сложности (Low complexity) присутсвует.
Максимальное значение E-value — 10.
Максимальное количество находок — 1000.

Поиск производился на основе банка данных Swiss-Prot.
Параметры лучших находок из бактерий и животных.

	Кол-во	E-value лучшей находки	Название лучшей находки (ID )	Процент идентичности	Длина выравнивания
Всего находок	117	5*10^-82	LGB1_LUPLU	100%	154
В бактериях (Bacteria)	36	1*10^-6	HMP_RHIME	29%	117
В Escherichia coli K-12	0
В животных(Metazoa)	26	2*10^-6	NGB_BRARE	25%	141
В человеке	3	5,8	CRNL1_HUMAN	28%	78

Среди кишечной палочки гомологов не обнаружено, обнаружено три возможных гомолога у человека.

1. Поиск гомологов LGB1_LUPLU(P02239) в БД SwissProt с помощью программы PSI-BLAST

PSI-blastp

Учет особенностей аминокислотного состава (Compositional adjustments)—без учёта.
Фильтрование областей низкой сложности (Low complexity) присутсвует.
Максимальное значение E-value — 10.
Максимальное количество находок — 1000.

После пяти итераций программа перестала выдавать новые последовательности с E-value меньшим, чем 0,005.

Номер итерации

Бактерии

Животные

Характеристика лучшей находки среди белков

Escherichia coli, K-12

Homo sapiens sapiens

Кол-во

Новые

Кол-во

Новые

Название

E-value

Процент идентичности

Длина выравнивания

Название

E-value

% идентичности

Длина выравнивания

21(36)

21+

5(26)

CRNL1_HUMAN

5,8

28%

78 а.о.

38(50)

17+

332

327+

HMP_ECOLI

1*10^-29

20%

148 а.о.

NGB_HUMAN

2*10^-19

21%

143 а.о.

38(47)

879(890)

547+

HMP_ECOLI

6*10^-28

20%

148 а.о.

HBG2_HUMAN

8*10^-45

18%

150 а.о.

884(896)

HMP_ECOLI

2*10^-22

20%

143 а.о.

HBE_HUMAN

5*10^-54

17%

154 а.о.

884(894)

HMP_ECOLI

2*10^-22

20%

143 а.о.

HBE_HUMAN

5*10^-54

17%

154 а.о.

Некотрые сведения о PSI-BLAST

Для решения каких задач нужно использовать PSI-BLAST?
PSI-BLAST можно использовать для поиска далеких гомологов белка. Начиная со второй итерации, поиск осуществляется с использованием профиля PSSM, который составлен по результату множественному выравниванию ранее найденных последовательностей.
Что представляет собой первая итерация PSI-BLAST?
Первая итерация - поиск предположительных близких гомологов белка, т.е. он аналогичен действиям BLASTp (при тех же параметрах).
Что удалось найти, по Вашему мнению, в результате упражнения №2?
В результате второго упражнения удалось найти далекие гомологи белка леггемоглобина 1 из различных таксонов. Так характерная функция связывания с кислородом есть у флавогемопротеинов, гемоглобинов, нейрогемоглобинов, миоглобинов.
Что происходило с "лучшими находками" на разных итерациях?
После каждой итерации (кроме последней) менялось количество найденных последовательностей, E-value лучшей находки, процент идентичности, иногда и сама лучшая находка.
Возможны 2 стратегии. Первая состоит в том, чтобы на каждой итерации вести поиск по всем организмам. Вторая состоит в том, чтобы после первой итерации отфильтровать находки по интересному для Вас таксону, и затем запустить следующие итерации. Какие отличия можно ожидать в результатах?
Целью упражнения стояло найти самые далёкие гомологи, из далеких таксонов. Выбрав какой-то определённый таксон, мы получим профиль, который будет учитывать особенности гомологов из данного таксона. В такой выборке будут найдены дальние гомологи именно из таксона, в то время как в выборке без фильтрации эти дальние гомологи могут быть и не выявлены. Поэтому выбирать какой-то один таксон не очень целесообразно.
Определите, какие остатки контактируют с гемом в "лучших находках" среди белков человека. Проверьте, сохраняются ли эти аминокислотные остатки в LGB1_LUPLU, а также в "лучшей" находке среди белков кишечной палочки. Сделайте выводы из полученных результатов.
По данным UniProt в лучших находках с гемом контактируют следующие аминокислотные остатки :
У гомолога, найденного у человека HBE_HUMAN: 63 и 92 остатки (гистидины).
LGB1_LUPLU: 63 и 97 остатки (гистидины)
HBG2_HUMAN: 63 и 92 остатки (гистидины)
NGB_HUMAN: 64 и 96 остатки (гистидины)
У гомолога, найденного у кишечной палочки HMP_ECOLI: 85 остаток (гистидин)
За а контакт с гемом ответственен именно гистидин. В приведенных белках на примерно одном и том же месте стоит один и тот же остаток. То есть, мы видим общность в строении белков в плане связывания с кислородом.
Профиль PSSM.
Программа PSI-BLAST позволяет нам получить матрицу профиля PSSM. Если ввести матрицу, полученную на каком-либо этапе итерации и на основе какого-либо банка, в соответствующее поле на странице запроса PSI-BLAST и производить поиск в том же банке, то можно получить соответствующую выборку белков. С помощью матрицы можно вести поиск в других банках данных. Матрицы PSSM :
PSSM1
PSSM2
PSSM3
PSSM4