Практикум 9
Выравнивание последовательностей
1. Глобальное парное выравнивание гомологичных белков
| Protein name | ID 1 | ID 2 | Score | % Identity | % Similarity | Gaps | Indels |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CCA-adding enzyme | CCA_ECOLI | CCA_BACSU | 213.5 | 22.6 | 37.5 | 129 | 23 |
| L-threonine 3-dehydrogenase | TDH_ECOLI | TDH_BACSU | 844.0 | 47.1 | 65.5 | 8 | 4 |
| Inactive D-aminoacyl-tRNA deacylase | DTD_ECOLI | DTD_BACSU | 303.0 | 40.4 | 58.2 | 15 | 2 |
2. Локальное парное выравнивание гомологичных белков
Таблица 2. Характеристики локального парного выравнивания трёх пар гомологичных белков
| Protein name | ID 1 | ID 2 | Score | % Identity | % Similarity | Gaps | Indels | Coverage 1 | Coverage 2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CCA-adding enzyme | CCA_ECOLI | CCA_BACSU | 223.0 | 24.8 | 41.5 | 87 | 21 | 90.3% | 89.4% |
| L-threonine 3-dehydrogenase | TDH_ECOLI | TDH_BACSU | 850.0 | 48.2 | 67.1 | 2 | 2 | 99.1% | 98% |
| Inactive D-aminoacyl-tRNA deacylase | DTD_ECOLI | DTD_BACSU | 306.0 | 46.8 | 66.7 | 0 | 0 | 86.9% | 95.5% |
3. Результат применения программ выравнивания к неродственным белкам
Для использования программ я выбрала два неродственных белка с разными мнемониками функций: REP_ECOLI (ATP-dependent DNA helicase Rep) и CCRZ_BACSU (Cell cycle regulator CcrZ).
Таблица 3. Характеристики глобального парного выравнивания пары неродственных белков
| Protein name 1 | Protein name 2 | ID 1 | ID 2 | Score | % Identity | % Similarity | Gaps | Indels |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ATP-dependent DNA helicase Rep | Cell cycle regulator CcrZ | REP_ECOLI | CCRZ_BACSU | 37.5 | 7.3 | 13.2 | 560 | 19 |
В результате глобального выравнивания процент идентичности получился очень низким (7.3%), процент схожести чуть выше - 13.2%, однако такие полученные данные как раз подтвержают то, что белки неродственные. Также количество гэпов может служить доказательством этого. В данном выравнивании их 560 из 751.
Таблица 4. Характеристики локального парного выравнивания пары неродственных белков
| Protein name 1 | Protein name 2 | ID 1 | ID 2 | Score | % Identity | % Similarity | Gaps | Indels | Coverage 1 | Coverage 2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ATP-dependent DNA helicase Rep | Cell cycle regulator CcrZ | REP_ECOLI | CCRZ_BACSU | 47.0 | 22.8 | 40.1 | 41 | 11 | 24.1% | 48.7% |
В результате локального выравнивания процент идентичности получился больше - 22.8%, процент схожести тоже - 40.1%(такой процент может наводить на мысли о том, что у выбранных белков есть какое-то сходство в происхождении). Однако этого не достаточно, чтобы считать эти белки родственными. Всё же проценты идентичности и схожести существенно ниже, чем те же данные полученные при выравнивании гомологичных белков.
4. Множественное выравнивание белков и импорт в Jalview
Для множественного выравнивания были выбраны белки с мнемоникой TDH (L-threonine 3-dehydrogenase). Всего UniProt выдал 188 результатов. Для сравнения я взяла белки: TDH_ECOLI, TDH_BACSU, TDH_PSYIN, TDH_SERP5, TDH_SHEWM, TDH_SALPK, TDH_THEKO. Выравнивание делалось с помощью программы Jalview. Был загружен файл с последовательностями всех белков,затем Web Service -> Alignment -> Clustal -> with Defaults. Потом раскрасила колонки по проценту идентичности. С проектом можно ознакомиться по этой ссылке.
По результатам выравнивания можно сделать вывод, что 6 белков из 7 можно считать гомологичными. Белок TDH_BACSU имеет больше всего неокрашенных участков, а значит, его нельзя назвать гомологичным другим. Есть абсолютно консервативные участки (например: 39-43, 45-47, 153-156 и др.). В самом начале выравнивания стоят несколько гэпов и белок TDH_BACSU опять выделяется, что подтверждает его негомологичность (возможно, это неточность выравнивания).