1. Глобальное парное выравнивание гомологичных белков
Из Uniprot были загружены два списка идентификаторов (ID) записей: всех аннотированных записей белков штамма K12 E.coli и записей белков штамма 168 B.subtilis с помощью команд:
1. infoseq 'sw:*_ECOLI' -only -name -out ecoli.txt
2. infoseq 'sw:*_BACSU' -only -name -out bacsu.txt.
Объединение списка и его сортировка по алфавиту позволили обнаружить пары белков с одинаковой мнемоникой функции. Были выбраны пары идентификаторов белков с мнемониками функции CISY, FER и MRAY. Рекомендуемые полные названия белков были определены в результате выполнения следующих команд:
1. entret sw:CISY_ECOLI stdout -auto | grep ^DE
2. entret sw:FER_ECOLI stdout -auto | grep ^DE
3. entret sw:MRAY_ECOLI stdout -auto | grep ^DE
Далее было выполнено глобальное выравнивание этих пар белков с помощью команд:
1. needle sw:cisy_ecoli sw:cisy_bacsu cisy.needle -auto
2. needle sw:fer_ecoli sw:fer_bacsu fer.needle -auto
3. needle sw:mray_ecoli sw:mray_bacsu mray.needle -auto.
Результаты выравнивания представлены в Таблице 1.
| Protein Name | ID 1 | ID 2 | Score | % Identity | % Similarity | Gaps | Indels |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Citrate synthase* | CISY_ECOLI | CISY_BACSU | 489.0 | 28.4 | 47.6 | 65 | 10 |
| 2Fe-2S ferredoxin** | FER_ECOLI | FER_BACSU | 24.0 | 14.6 | 25.4 | 67 | 6 |
| Phospho-N-acetylmuramoyl-pentapeptide-transferase | MRAY_ECOLI | MRAY_BACSU | 707.0 | 42.6 | 59.6 | 44 | 9 |
2. Локальное парное выравнивание гомологичных белков
Те же пары белков были подвергнуты локальному выравниванию программой water:
1. water sw:cisy_ecoli sw:cisy_bacsu cisy.water -auto
2. water sw:fer_ecoli sw:fer_bacsu fer.water -auto
3. water sw:mray_ecoli sw:mray_bacsu mray.water -auto
В Таблице 2 приведены результаты локального выравнивания.
| Protein Name | ID 1 | ID 2 | Score | % Identity | % Similarity | Gaps | Indels | Coverage 1 | Coverage 2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Citrate synthase | CISY_ECOLI | CISY_BACSU | 497.0 | 31.7 | 52.6 | 30 | 9 | 88.8 | 96.4 |
| 2Fe-2S ferredoxin | FER_ECOLI | FER_BACSU | 35.0 | 22.7 | 33.3 | 25 | 3 | 42.3 | 70.7 |
| Phospho-N-acetylmuramoyl-pentapeptide-transferase | MRAY_ECOLI | MRAY_BACSU | 720.0 | 46.2 | 64.4 | 22 | 6 | 90.8 | 96.0 |
3. Результат применения программ выравнивания к неродственным белкам
Для выравнивания неродственных белков были выбраны два белка с разными мнемониками функций: CISY_ECOLI и MRAY_ECOLI. Глобальное выравнивание данных белков было проведено с помощью команды needle sw:cisy_ecoli sw:mray_ecoli cisymray.needle -auto, а локальное – water sw:cisy_ecoli sw:mray_ecoli cisymray.water -auto. Результаты глобального выравнивания представлены в Таблице 3, а результаты локального - в Таблице 4.
| ID 1 | ID 2 | Score | % Identity | % Similarity | Gaps | Indels |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CISY_ECOLI | MRAY_ECOLI | 11.0 | 0.3 | 0.5 | 773 | 2 |
| ID 1 | ID 2 | Score | % Identity | % Similarity | Gaps | Indels | Coverage 1 | Coverage 2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CISY_ECOLI | MRAY_ECOLI | 35.5 | 19.6 | 38.1 | 25 | 4 | 20.1 | 22.5 |
4. Множественное выравнивание белков и импорт в Jalview
При выполнении поискового запроса mnemonic:mray_* для нахождения Phospho-N-acetylmuramoyl-pentapeptide-transferase у разных организмов в UniProt было обнаружено 726 записей, 717 из них в Swiss-Prot. Помимо белков MRAY_ECOLI и MRAY_BACSU, были выбраны белки MRAY_STAAM, MRAY_RHIME, MRAY_RICM5, MRAY_BACTN, MRAY_DEIRA. Для построения выравнивания использовалась программа muscle. Выравнивание было раскрашено в Jalview по проценту идентичности. Белки выровнялись неплохо, и есть основания предполагать, что они гомологичны. Однако один из белков – MRAY_BACTN – сильно отличается от остальных, хотя и имеет с ними некоторое количество общих участков. Наиболее консервативными являются участки 49, 63, 74, 76, 78, 81, 82, 114, 121, 124, 127, 128, 139, 239, 246, 239, 252, 253, 255, 256, 309-311, 314, 317, 318, 321-324, 326, 327, 331, 360, 361, 364, 383, 387, 391, 416, 423, 424.
Ссылка на проект Jalview