Практикум 9
Резюме: В ходе работы над данным практикумом были освоены базовые навыки построения и анализа выравниваний белковых последовательностей
Глобальное парное выравнивание гомологичных белков
Таблица 1. Характеристики глобального парного выравнивания трёх пар белков
| Protein Name | ID 1 | ID 2 | Score | Identity | Similarity | Gaps | Indels |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Histidinol dehydrogenase | HISX_ECOLI | HUSX_BACSU | 740.5 | 38.3% | 56.3% | 17 | 5 |
| N5-carboxyaminoimidazole ribonucleotide mutase | PURE_ECOLI | PURE_BACSU | 476.0 | 57.6% | 72.2% | 7 | 2 |
| Uridine kinase | URK_ECOLI | URK_BACSU | 572.5 | 51.4% | 66.5% | 12 | 3 |
Списки идентификаторов были получены с помощью команд:
infoseq 'sw:*_ecoli' -only -name -nohead -out ecoli.txt и infoseq 'sw:*_bacsu' -only -name -nohead -out bacsu.txt
Далее был получен список совпадающих мнемоник (uniq -d позволяет напечатать только повторяющиеся строки (одну на группу дубликатов):
cut -f 1 -d '_' ecoli.txt bacsu.txt | sort | uniq -d > common_mnems.txt
Локальное парное выравнивание гомологичных белков
Таблица 2. Характеристики локального парного выравнивания трёх пар белков
| Protein Name | ID 1 | ID 2 | Score | Identity | Similarity | Gaps | Indels | Coverage1 | Coverage2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Histidinol dehydrogenase | HISX_ECOLI | HISX_BACSU | 741.5 | 39.8% | 58.1% | 8 | 3 | 94.5% | 96.5% |
| N5-carboxyaminoimidazole ribonucleotide mutase | PURE_ECOLI | PURE_BACSU | 488.0 | 62.6% | 78.7% | 0 | 0 | 91.7% | 95.7% |
| Uridine kinase | URK_ECOLI | URK_BACSU | 576.5 | 54.6% | 70.7% | 4 | 1 | 96.2% | 95.3% |
Выравнивание неродственных белков
Мной рандомно были выбраны идентификаторы NANY_ECOLI и FOLD_BACSU. Для этих двух белков были проведены глобальное и локальное выравнивания. Результаты представлены ниже.
Таблица 3. Характеристики глобального парного выравнивания неродственных белков
| Protein Name 1 | ID 1 | Protein Name 2 | ID 2 | Score | Identity | Similarity | Gaps | Indels |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2,7-anhydro-N-acetylneuraminate hydratase | NANY_ECOLI | Bifunctional protein FolD | FOLD_BACSU | 32.0 | 8.3% | 15.9% | 353 | 16 |
Таблица 4. Характеристики локального парного выравнивания неродственных белков
| Protein Name 1 | ID 1 | Protein Name 2 | ID 2 | Score | Identity | Similarity | Gaps | Indels | Coverage1 | Coverage2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2,7-anhydro-N-acetylneuraminate hydratase | NANY_ECOLI | Bifunctional protein FolD | FOLD_BACSU | 51.5 | 20.8% | 39.9% | 45 | 10 | 42.7% | 46.6% |
Score, ожидаемо, маленький у обоих выравниваний, что говорит о неродственнсоти белков. Тем не менее, локальное выравнивание позволяет выявить некоторые похожие участки в последовательностях белков. Оба белка - это оксидоредуктазы, NANY осуществляет дегидратацию сиаловых кислот, а FOLD участвует в обмене фолиевой кислоты. Оба фермента в качестве кофактора используют никотинамидные нуклеотиды (NANY - NAD, а FOLD - NADP), поэтому похожие участки могут быть сайтами связывания этих кофакторов.
Множественное выравнивание белков и импорт в Jalview
Для построения множественного выравнивания я выбрал мнемонику PURE (рекомендованное полное имя белка: N5-carboxyaminoimidazole ribonucleotide mutase). В Swiss-Prot нашлось 28 подходящих белков, я выбрал белки с идентификаторами PURE_HAEIN (Haemophilus influenzae), PURE_MYCTU (Mycobacterium tuberculosis), PURE_VIBVY (Vibrio vulnificus), PURE_ARCFU (Archaeoglobus fulgidus) и PURE_CORAM (Corynebacterium ammoniagenes).
Выравнивание было построено с помощью программы muscle на kodomo. Последовательность команд представлена ниже (pure.txt - файл, строки которого - sw:pure_org, где org - мнемоника организма).
|
seqret @pure.txt pure.fasta muscle -in pure.fasta -out pure_alignment.fasta |