Поиск гомологов PDXS_BACSU с помощью алгоритма BLAST

В ходе работы был проведен поиск гипотетичеких гомологов PDXS_BACSU по разным базам данных (Swiss-Prot, PDB, nr) с помощью алгоритма BLAST. Результаты представлены в таблице 1. Последовательность собственно исходного белка найдена во всех проверенных базах.

При сравнении количество найденных гомологов (порог E-value меньше 1е-10) можно видеть, что наименьшее количество последовательностей дали результы поиска по базе PDB. Это связано с тем, что 3D-структуры имеются не для каждой белковой последовательности. База nr дает наибольшее число находок, т.к. включает последовательности всевозможных источников.

Число находок было лимитировано:

• Для Swiss-Prot: предельным размером выдачи - 10000;
• Для PDB: стандартным порогом E-value;
• Для nr: предельным размером выдачи - 10000.

Таблица 1. Результаты поисков гипотетических гомологов PDXS_BACSU по разным базам данных

	Поиск по Swiss-Prot	Поиск по PDB	Поиск по "nr"
"Лучшая" находка (соответствует заданному белку)
Accession	P37527	2NV1_A; 2NV2_A (разные цепи PDXS, состоящего из идентичных цепей, в PDB не объединены)	NP_387892.1
E-value	0.0	0.0	0.0
Вес (в битах)	595	595	595
Процент идентичности (%)	100	100	100
Число находок в списке описаний с E-value < 1e-10 (число "хороших" кандидатов в гомологи)	152	11	1625
"Худшая из удовлетворительных" находка (последняя в выдаче с E-value < 1)
Номер находки в списке описаний	352	20	2096
Accession	Q83PC0.5	47B7_A	YP_252477.1
E-value	0.99	0.80	0.99
Вес (в битах)	33.9	31.2	39.3
% идентичности	36	37	19
% сходства	54	45	34
Длина выравнивания	53	51	0.99
Координаты выравнивания (от-до, в запросе и в находке)	199-251; 170-220	207-257; 217-267	204-254; 188-236
Число гэпов	2	0	2

Поиск гипотетических гомологов PDXS_BACSU с фильтром по таксонам

В данном разделе представлены результаты поиска лучшего гомолога белка в организмах таксона, филогенетически как можно более далекого (таблица 2).

Для исследования можно было бы использовать следующие таксоны:

• 'Eukaryota' (другой доминион);
• 'Actinobacteria' (другой отдел того же царства бактерий);
• 'Clostridia' (другой класс того же отдела Firmicutes);
• 'Lactobacillales' (другой порядок того же класса Bacilli);
• 'Listeriaceae' (другое семейство того же порядка Bacillales);
• 'Geobacillus' (другой род того же семейства Bacillaceae);
• 'Bacillus anthracis' (другой вид того же рода)

Перечисленные выше таксоны расположены в порядке приближения к роду Bacillus Subtilis, которому принадлежит изучаемый белок. В работе необходимо было найти гомолог (по критерию E-value<0.001) дальнего таксона. Такой гомолог был найден уже в доминионе Eukaryota.

Некоторые параметры выдачи BLAST представлены в таблице 2. Было проведено сравнение результатов при их обработки в BLAST с использованием матриц аминокислотных замен BLOSUM разных серий: BLOSUM62 и BLOSUM45. Как видно, для них в одном выравнивании различаются только значения E-value и вес выравниваний. Это связано с различным порогом кластеризации и, соответственно, с различными весами замен отдельных аминокислот на другие.

Таблица 2. Результат поиска гомолога изучаемого белка у организма наиболее далекого таксона.

	BLOSUM 62	BLOSUM 45
Номер находки в списке описаний	1	1
Accession	XP_003494181.1	XP_003494181.1
E-value	1е-177	0.0
Вес (в битах)	502	526
% идентичности	83	83
% сходства	91	91
Длина выравнивания	267	267
Координаты выравнивания (от-до, в запросе и в находке)	4-294; 5-295	4-294; 5-295
Число гэпов	0	0

BLAST двух последовательностей

С помощью программы BLAST было проведено парное выравнивание PDXS_BACSU и гомолога эукариотического организма, найденного при выполнении предыдущей части работы. В данном разделе представлена карта локального сходства (рисунок 1). Белковые последовательности очень близки друг к другу, поэтому на карте появляется прямая линия, которая остается неизменной при пороге на E-value, равному 10 (т.е. по умолчанию) и с порогом на E-value, ранвному одной 0,01.

Рис. 1. Карта локального сходства.

---