Парные выравнивания с помощью программ из пакета EMBOSS

Глобальное и локальное выравнивание амнокислотных последовательностей.

Работа с программами построения выравнивания matcher,needle , water

1.Матрицы переходов.

Последовательности, для которых строилась матрица переходов:
a)для глобального выравнивания:
>seq1
AVTNS
>seq2
VTN
б)для локального выравнивания:
>seq1
TLTASSSSR
>seq2
LTSSR
Параметры, использовавшиеся при построении матрицы:
Штраф за делецию (т.е. за горизонтальный или вертикальный переход между ячейками матрицы)=-2,
штраф за замену(т.е. за несовпадение аминокислотных остатков при диагональном переходе)=1,
цена за соападение(т.е. за совпадение аминокислотных остатков при диагональном переходе) =2.
Во втором слева столбце матрицы стоят значения, соответствующие вертикальному переходу, во втором сверху-значения, соответствующие горизонтальному переходу.

Матрицы переходов:

а)для глобального выравнивания: б)для локального выравнивания

Голубым выделен оптимальный путь выравнивания.
Вес этого выравнивания=2
Свойство оптимального пути : путь проходит преимущественно по диагонали.
На диагонали стоят преимущественно максимальные значения матризы переходов.
Выравнивание,соответствующее этому пути:

AVTNS || | VT-S
Оптимальное локальное выравнивание:

LTAS |||| LTSS

Вес выравнивания = 6.
Субоптимальное локальнон выравнивание:

SSR ||| SSR

Вес выравнивания = 4.

2.Поиск участков локальной гомологии.

Эта часть посвящена анализу результатов, полученных с помощью программы построения локального выравнивания matcher.
Последовательности, для которых было построено локальное выравнивание:
>PYRF_ECOLI MTLTASSSSRAVTNSPVVVALDYHNRDDALAFVDKIDPRDCRLKVGKEMFTLFGPQFVRE LQQRGFDIFLDLKFHDIPNTAAHAVAAAADLGVWMVNVHASGGARMMTAAREALVPFGKD APLLIAVTVLTSMEASDLVDLGMTLSPADYAERLAALTQKCGLDGVVCSAQEAVRFKQVF GQEFKLVTPGIRPQGSEAGDQRRIMTPEQALSAGVDYMVIGRPVTQSVDPAQTLKAINAS LQRSA //
Вторая последовательность содержит искуственно созданную последовательность из двух участков последовательности белка PYRF_ECOLI с координатами 232-247 и 6-16
С помощью программы matcher было получено 3 варианта локальных выравниваний (Представление трех выравниваний-заведомо заданный параметр):
Параметры:
Matrix(матрица): BLOSUM62
Gap_penalty(штраф за открытие делеции): 10
Extend_penalty(штраф за продление делеции): 1

Результаты первого варианта локального выравнивания:
Length(длина фрагмента): 20
Identity: 14/16 (87.0%)
Similarity: 14/16 (87.0%)
Gaps: 0/16 ( 0.0%)
Score: 65

             230       
PYRF_E RPVTQSVDPAQTLKAI
       : ::.:::::::::::
  seq3 RAVTNSVDPAQTLKAI
           10        20

Результаты второго варианта локального выравнивания:
Length: 10
Identity: 10/10 (100.0%)
Similarity: 10/10 (100.0%)
Gaps: 0/10 ( 0.0%)
Score: 44

          10     
PYRF_E SSSSRAVTNS
       ::::::::::
  seq3 SSSSRAVTNS
               10

Результаты третьего варианта локального выравнивания:
Length: 8
Identity: 3/8 (27.8%)
Similarity: 5/8 (38.9%)
Gaps: 0/8 ( 0.0%)
Score: 20

PYRF_E AFVDKIDP
       : ....::
  seq3 AVTNSVDP
          10

Нами проводились выравнивания с помощью трех программ:needle, water, matcherна основе матрицы EBLOSUM62.
Needle-это программа для глобального выравнивания.Составляет выравнивания не удаляя не выравненные участки большой последовательности
Идентичность 2-х аминокислотных последовательностей составляет(в случае,когда выравнивание прводилось для одного кусочка белка) 7/248(2.8%) ,
количество гэпов 222 из 248(89.5%) ;
similarity=10/248(присутствуют 2 взаимозаменяемые кислоты)

Water производит локальное выравнивание
Идентичность двух фрагментов составляет3/7 (42.9%).
similarity фрагментов=3/7 (42.9%)(нет взаимозаменяемых аминокислот в выравнивании)
Гэпов нет.

При работе с программой Matcher возможен запрос на предоставление альтернативных выравниваний при одинаковых параметрах. Задав количествао выравниваний равное трем, мы получили три разных выравнивания. При этом последовательность, составленная из кусочков разрезалась и разносилась по большой последовательности.

3.Влияние параметров на глобальное выравнивание.

Первое выравнивание:

PYRF_ECOLI       SAGVDYMVIGRPVTQSVDPAQTLKAI    
                 |:  .    .|.||:|||||||||||        
seq3             SS--S----SRAVTNSVDPAQTLKAI

было проведено при следующих параметрах:
gapopen(штраф за открытие делеции)=1,
gapextend(штраф за продление делеции)=1,
марица аминокислотных замен-BLOSUM40.
Второе выравнивание:

PYRF_ECOLI       ALSAGVDYMVIGRPVTQSVDPAQTLKAI    
                 : |:       .|.||.|||||||||||        
seq3             S-SS-------SRAVTNSVDPAQTLKAI

было проведено при следующих параметрах:
gapopen(штраф за открытие делеции)=1,
gapextend(штраф за продление делеции)=1,
матрица аминкислотных замен-BLOSUM80.

Сравнение выравниваний, посроенных с помощью Matcher на основе матриц BLOSUM62,BLOSUM40 и BLOSUM80.
Чем больше порядок матриц, тем сильнее программа пытается найти совпадения аминокислот в последовательностях, даже если при этом появляется большое количество гэпов.При выравнивании по матрице BLOSUM80 выравнивание имеет вес 113,для BLOSUM40-91.Первое выравнивание отличается от второго тем,что два серина соответствуют двум аланинам, а во втором случае аланину и аспарагиновой кислоте.
Сравнение выравниваний, посроенных с помощью Matcher на основе матрицы BLOSUM62 :
При построении этих выравниваений значение параметра Gap_penalty принималось в одном случае за 1 во втором за 10
а)для параметров:
Маирица-BLOSUM62,
Штраф за открытие делеции=1,
Штраф за продление делеции=1.

PYRF_ECOLI       SAGVDYMVIGRPVTQSVDPAQTLKAI    
                 |:  .    .|.||.|||||||||||        
seq3             SS--S----SRAVTNSVDPAQTLKAI

б)Маирица-BLOSUM62,
Штраф за открытие делеции=10,
Штраф за продление делеции=1.

PYRF_ECOLI       MVIGRPVTQSVDPAQTLKAI    
                 ....|.||.|||||||||||        
seq3             SSSSRAVTNSVDPAQTLKAI

Главная страница