Ортологи и паралоги

Составление списка гомологичных белков, включающих паралоги
Поиск с помощью blastp
  1. Перенесла последовательность CLPX_ECOLI в файл clpx_ecoli.fasta
  2. Скопировала файлы с протеомами нужных бактерий в дирректорию ~/term4

  3. Объединила протеомы выбранных бактерий в один fasta-файл

    cat AGRFC.fasta BRUSU.fasta ECOLI.fasta NEIMA.fasta PSEMY.fasta RHIME.fasta THIDA.fasta > proteomes.fasta

  4. Создала БД из протеомов выбранных бактерий для поиска blastp

    makeblastdb -in proteomes.fasta -dbtype prot -out db

  5. Произвела поиск с помощью blastp по запросу clpx_ecoli.fasta в полученной БД с порогом на e-value 0.001, результаты записаны в файл clpx_out.txt

    blastp -query clpx_ecoli.fasta -db db -evalue 0.001 -out clpx_out.txt

Список находок из выдачи BLAST

Полный файл

sp|P0A6H1|CLPX_ECOLI ATP-dependent Clp protease ATP-binding subun... 860 0.0

sp|A4XTZ6|CLPX_PSEMY ATP-dependent Clp protease ATP-binding subun... 658 0.0

sp|Q3SI99|CLPX_THIDA ATP-dependent Clp protease ATP-binding subun... 642 0.0

sp|Q92QQ2|CLPX_RHIME ATP-dependent Clp protease ATP-binding subun... 596 0.0

sp|Q8UFY5|CLPX_AGRFC ATP-dependent Clp protease ATP-binding subun... 596 0.0

sp|Q8G0I5|CLPX_BRUSU ATP-dependent Clp protease ATP-binding subun... 586 0.0

sp|Q9JTX8|CLPX_NEIMA ATP-dependent Clp protease ATP-binding subun... 557 0.0

sp|P0A6H5|HSLU_ECOLI ATP-dependent protease ATPase subunit HslU O... 93.6 7e-21

sp|A4XPN6|HSLU_PSEMY ATP-dependent protease ATPase subunit HslU O... 93.2 9e-21

sp|Q92TA7|HSLU_RHIME ATP-dependent protease ATPase subunit HslU O... 92.8 1e-20

sp|Q8UJ87|HSLU_AGRFC ATP-dependent protease ATPase subunit HslU O... 92.0 2e-20

sp|Q8FY12|HSLU_BRUSU ATP-dependent protease ATPase subunit HslU O... 90.9 5e-20

tr|Q3SFW1|Q3SFW1_THIDA ATP-dependent protease ATPase subunit HslU... 86.7 2e-18

sp|P0AAI3|FTSH_ECOLI ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH OS=E... 46.2 2e-05

tr|A0A0H3GCZ6|A0A0H3GCZ6_BRUSU ATP-dependent zinc metalloprotease... 45.4 3e-05

tr|Q92M98|Q92M98_RHIME ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH OS... 45.4 3e-05

tr|Q7CT50|Q7CT50_AGRFC ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH OS... 45.4 4e-05

tr|Q3SJR4|Q3SJR4_THIDA ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH OS... 43.5 1e-04

sp|Q9JUB0|RUVB_NEIMA Holliday junction branch migration complex s... 42.7 2e-04

sp|P0ABH9|CLPA_ECOLI ATP-dependent Clp protease ATP-binding subun... 43.1 2e-04

tr|Q3SJH1|Q3SJH1_THIDA ATP-dependent Clp protease, ATP-binding su... 42.7 3e-04

tr|A0A0U1RJ22|A0A0U1RJ22_NEIMA Replication-associated recombinati... 40.8 9e-04

Реконструкция и визуализация

Поместила последовательности находок в один fasta-файл и отредактировала их названия, оставив только ID. Полученнный файл загрузила в NGPhylogeny.fr с параметрами:

Multiple Alignment: MAFFT
Tree Inference: FastME
Gamma distributed rates across sites: No
Starting tree: BIONJ
No refinement
Bootstrap branch supports: Yes
Number of replicates: 100

clpx_tree
Рис 1. Изображение неукоренённого дерева

Ссылка на Newick формулу

Укоренила дерево в среднюю точку и отобразила bootstrap анализ в двух вариантах: числами и символами.

numbers
Рис 2. Укоренённое дерево с отображением bootstrap числами
symbols
Рис 3. Укоренённое дерево с отображением bootstrap числами

Пары:
Ортологи: CLPX_THIDA и CLPX_PSEMY; CLPX_AGRFC и CLPX_RHIME; HSLU_AGRFC; HSLU_RHIME
Паралоги: CLPX_RHIME и HSLU_RHIME; FTSH_ECOLI и CLPA_ECOLI; CLPX_AGRF и Q7CT50_AGRFC

Визуализация
colored
Рис 4. Ортологические группы выделены разными цветами
collapsed
Рис 5. Ортологические группы "схлопнуты"

В дереве выделяются 3 ортологические группы:

CLPX – АТФ-связывающая субъединица АТФ-зависимой протеазы Clp (ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX). В эту группу входят белки всех 7 выбранных бактерий (включая ECOLI). Топология отличается от исходного дерева. Совпадает только топология в кладе {BRUSU, AGRFC, RHIME}, в остальном всё отличается. У несовпадающих ветвей поддержка bootstrap ниже.

HSLU – АТФ-связывающая субъединица HslU АТФ-зависимой протеазы (ATP-dependent protease ATPase subunit HslU). В эту группу входят белки 6 выбранных бактерий (включая ECOLI), то есть все кроме NEIMA. Топология совпадает с исходной

FTSH – АТФ-зависимая цинковая металлопротеаза FtsH (ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH). В эту группу входят белки 5 выбранных бактерий (включая ECOLI), то есть всех кроме NEIMA и PSEMY. Топология совпадает с исходной.