Создание репрезентативной выборки гомологов белка QUEC_BACSU

Эту задачу можно выполнить с помощью программы BLAST. Для этого были созданы запросы с параметрами, описанными в Таблице 1. Как видно из таблицы, поиск гомологов среди прокариот и среди эукариот производился отдельно.

Поиск	Алгоритм BLAST	Название базы данных	Ограничения по таксонам	Порог e-value	Максимальное количество хитов
По прокариотам	protein blast(blastp)	RefSeq	Исключение Firmicutes и Eukaryota	1E-15	2024
По эукариотам	protein blast(blastp)	RefSeq	Только Eukaryota	1	10

Таблица 1. Содержит описание параметров запроса и некоторые сведения о результатах.

Далее при помощи GenPept были составлены две выборки гомологов: среди прокариот и среди эукариот. Данные о составленных выборках представлены в Таблице 2. Очень любопытно, что 4 гомолога были найдены среди вирусов.

Домен	Филум/Царство	Название организма	Количество белков
Archaea	Euryarchaeota	Thermoplasmatales archaeon SCGC AB-540-F20	1
		Haloferax sulfurifontis	1
	Thaumarchaeota	Candidatus Nitrosoarchaeum koreensis	1
		Candidatus Nitrososphaera gargensis Ga9.2	1
Bacteria	Cyanobacteria	Cyanothece sp. CCY0110	1
		Xenococcus sp. PCC 7305	1
	Bacteroidetes	Bacteroides sp. 1_1_30	1
		Bacteroides plebeius	1
	Chlorobium	Chlorobium ferrooxidans	1
	Spirochaetes	Leptospira kirschneri	1
	Plactomycetes	Rhodopirellula sp. SWK7	1
	Actinobacteria	Saccharothrix espanaensis DSM 44229	1
	Aquificae	Hydrogenobaculum sp. HO	1
	Chlamydiae/Verrucomicrobia group	Verrucomicrobiae bacterium DG1235	1
	Fibrobacteres/Acidobacteria group	Terriglobus roseus DSM 18391	1
	Deinococcus-Thermus	Deinococcus deserti VCD115	1
	g-proteobacteria	Wohlfahrtiimonas chitiniclastica	1
		Vibrio sinaloensis	1
	Nitrospirae	Candidatus Nitrospira defluvii	1
Viruses	-	Cellulophaga phage phiSM	1
Eukaryotes	Fungi	Cryptococcus gattii	1
	Animalia	Amphimedon queenslandica	2
	Plantae	Ricinus communis	1
	Plantae	Ostreococcus tauri	1

Таблица 2. Представленность различных филумов и царств в двух выборках.

Множественное выравнивание гомологов белка QUEC_BACSU

Из выбранных гомологов при помощи MUSCLE было составлено множественное выравнивание. Рисунок 1 иллюстрирует результат, представленный в JalView.

Результаты анализа множественного выравнивания гомологов белка QUEC_BACSU

В целом, консервативность выравнивания довольно низкая. Консервативность выравнивания должна быть выше в районе участков, участвующих в образовании вторичной структуры белка, т.к. замена аминокислоты в альфа-спирали или бетта-листе может привести к разрушению вторичной структуры. В данном выравнивании такую тенденцию можно выделить с трудом. Возможно, это связано с тем, что в структуре белка мало аморфных участков, а также с качеством выравнивания в целом. Большие проблемы с выравниванием есть в начале и в конце выравнивания. Вероятно, так происходит потому, что выравнены домены QueC, а переферические участки последовательностей, входящих в выравнивание, не гомологичны и были приобретены независимо.

На элемнеты вторичной структуры приходтся меньше колонок-гэпов, чем на аморфные участки, в то время как единственный выделенный мною блок представлен на аморфном участке. Это противоречие можно объяснить малым количеством блоков в принципе, то есть по нахождению одного блока нельза выделить какого-то закона их распределения. Местонахождение всего одного блока ничего нам не говорит. В качестве блоков я искал 6 и больше идущих подряд консервативных аминокислот.

Консервативность участка, связывающего лиганд (РО₄^3-), слабая. Возможно, это связано с простотой лиганда в целом. Рис. 2.1, 2.2 и 2.3 изображают трехмерную структуру участка, связывающего лиганд, с соотвтственно 70%, 50% и 25% порогом cut-off для цвета.

Аминокислотные замены в лиганд-связывающем участке не связаны сходством аминокислот по радикалу. Сложно сказать, есть ли среди гомологов неактивные в плане связывания лиганда по этому выравниванию. Отчасти потому, что лиганд имеет слишком простую структуру и может найтись много конфигураций, которые будут его связывать.