1. Содержит ли Swissprot послание инопланетян?
Проветем предсказание встречаемости слова CHALK в белковых последовательностях в базе данных Swissprot.Всего база содержит 191670831 аминокислот во всех последовательностях.
Встречаемость букв в базе Swissprot такова:
- A: 8,25 %
- C: 1,37%
- H: 2,27%
- K: 5,84%
- L: 9,66%
Таким образом теоретически слово CHALK должно встретиться 191670831*8,25*1,37*2,27*5,84*9,66*10^(-10)=277,43 .
То есть слово CHALK, теоретически, встречаетя в базе данных целых 277 раз, при условии того, что аминокислотны состав базы данных в целом случаен и к нему применимы модели из комбинаторики.
Проверка встречаемости слова CHALK при помощи сервиса PROSITE показала, что реально в базе встречается 18 раз.
Полное несоответствие нашей математической модели с реальными данными говорит о том, что наша модель не верна, и взаиморасположение аминокислотных остатков в базе данных не случайно.
Особенно это видно в нашем случае, т.к. последоватьельность CHALK с точки зрения химических свойств слишком разношерстна.
2. Поиск вероятных гомологов белка CLPQ_BACSU в банке SwissProt с помощью паттернов
Для осуществления поиска были составленны паттерны представленные в Таблице 1.
Таблица 1. Составленные паттерны на основе множественного выравнивания.
| Характеристика паттерна | Паттерн | В скольких последовательностях банка Swiss-Prot найден мотив, удовлетворяющий паттерну? | Все ли последовательности из множественного выравнивания найдены? | e-value паттерна |
| Сильный | G-F-A-G-[AGS]-[ATV]-A-D-A-[FL]- [AST]-L-x-[DEG]-x-[FL]-E-x(2)-L- [DEQ]-x(3)-[DG]-x-L-x-[KR]-[AS]- [ACSV]-V-[DE]-[FL]-[AST]-[KR]-[DENQ] -W-R-x-D-[KR]-x-L-[QR]-x-L-[DE]-A | 222 | все | 3.663087e-30 |
| Слабый | G-F-A-G-x(2)-A-D-A-x(2)-L-x(4)-E-x(2)-L | 393 | все | 1.222279e-04 |
3. Поиск всех мотивов PROSITE в последовательности белка CLPQ_BACSU
Поиск был проведен через веб интерфейс и результат его представлен в Таблице 2.
Таблица 2. Результаты поиска мотивов PROSITE в последовательности белка CLPQ_BACSU
| Идентификатор документа Prosite (AC) | Название мотива | Краткое описание мотива | Тип подписи | Паттерн (если это паттерн) | Специфична ли подпись? | Сколько мотивов нашлось в белке? |
| PS00008 | MYRISTYL | Сайт N-миристоилирования | паттерн | G-{EDRKHPFYW}- x(2)- [STAGCN]-{P} | нет | 2 |
| PS00005 | PKC_PHOSPHO_SITE | Сайт фосфорилирования протеинкиназы С | сайт | нету | нет | 2 |
| PS00006 | CK2_PHOSPHO_SITE | Сайт фосфорилирования казеинкиназой II | сайт | нету | нет | 4 |
4. Гомологичны ли все белки, найденные по сильному патерну?
Для работы выбран сильный паттерн из таблицы 1. И по нему был проведен повторынй поиск по PROSITE при выводе только AC.
В результате был получен фаил содержащий 222 UniProt AC предположительно гомологичных белков.
Сервисами EBI был получен фаил с последовательностями в формате FASTE и было проведено множественнное выравнивание по алгоритму Muscle и T-coffee (фаил выравнивания.) .
Результаты визуальизации множественного выравнивания представлены на Иллюстрациях 1 и 2 .
Иллюстрация 1. Визуализация множественного выравнивания 222 последовательностей алгоритмом Muscle при окрашивании палитрой Clustalx при идентичности столбца более 55%
Иллюстрация 2. Визуализация множественного выравнивания 222 последовательностей алгоритмом T-Coffee при окрашивании палитрой Clustalx при идентичности столбца более 55%
Вывод:Кончечно же да, как явно видно из представленных визуализаций выравниваний (Иллюстрация 1 и 2) гомология прямо таки не может не бросаться в глаза яркими красками совпадений более 55% по всей длине вырвнивания.
5. Предсказание числа мотивов в Swissprot, удовлетворяющих сильному паттерну из задания 2 и сравние с числом находок.
Теоретически, при упрощении модели: длина белка равна длине паттерна, участвуют максимум 20 протеиногенных аминокислот и зависимостьи в последовательности случайны, существует более 9,7*10^(22). (без упрощений, но с сохранением случайности белков, это чило должно только расти)
Но практические данные говорят совершенно о другом: находок фактически на 20 порядков меньше, что говорит о том, что, как мы уже убедились из задания 1, белки- не случайные объекты и имеют определенные сложные законы в своем строении.