Работа с KEGG ORTHOLOGY

Я буду рассматривать карту пути метаболизма пуринов. В этом пути я выбрала реакцию, катализируемую несколькими ортологическими рядами белков (K01511 - 74 белка, K12304 - 71 белок, K12305 - 24 белка), она выделена цветом на рисунке 1. Это реакция превращения инозин дифосфата в инозин монофосфат, идентификатор R00961. Для дальнейшей работы использовался только один ортологический ряд (код 3.6.1.6).

Рисунок 1. Карта метаболизма пуринов Получено с помощью базы данных KEGG

Файл в формате fasta с последовательностями всех белков выбранных ортологических рядов можно скачать тут. Было построено множественное выравнивание с помощью алгоритма muscle. Также доступен проект Jalview с этим выравниванием, покрашенным Clustalx.

Я проанализировала выравнивание, чтобы найти белки, которые существенно отличаются от других. Для белков кластера K12304 находится очень мало соответствий с другими кластерами. В выравнивании есть два довольно длинных гидрофобных фрагмента, общие для всех кластеров, однако два других кластера (K12305 и K01511) имеют еще довольно много участков сходства, которых нет в K12304. Поэтому я построила дерево только по двум похожим семействам белков (предварительно удалив пустые столбцы из выравнивания двух кластеров).

Дерево, изображенное на рисунке 2, было построено методом Neighbor-Joining со 100 бутстреп-репликами для проверки качества построения.

Рисунок 2. Дерево для белков кластеров K12305 и K01511. Получено с помощью программы MEGA

Белки разделены на клады согласно кластерам, к которым они относятся, кроме одного исключения: белок R1C2E9_EMIHU (кластер K01511) входит в одну кладу с двумя белками другого кластера. Отеделение клады, состоящей только из белков кластера K01511 поддерживается 43 репликами бутстреп. Однако есть ветвь, отделяющая подавлябщее большинство (кроме четырех) белков семейства K12305, поддерживающаяся всеми 100 репликами бутстреп-анализа.

Наиболее длинным тривиальным ветвям соответсвуют белки, которые выровнены относительно плохо.