Главная


Практикум №5: "БД KEGG"

Задание 1. Работа с KEGG ORTHOLOGY.


Для выполнения задания была выбрана реакция отщепления фосфата от 1-фосфатидил-1D-мио-инозитол-3,4,5-трифосфата, в результате которой образуется 1-фосфатидил-1D-мио-инозитол-3,4-дифосфат(EC: 3.1.3.86) из метаболического пути биосинтеза инозитолфосфата (Рис.1)

Рис. 1. Карта пути биосинтеза инозитолфосфата. Выбранная реакция выделена голубым цветом.

Катализ реакции осуществляется двумя ортологическими рядами фосфатидилинозитол-3,4,5-трифосфат 5-фосфатаз 1 (Таблица 1)

Таблица 1.
Идентификатор в БД KEGG ORTHOLOGYЧисло белков в рядуСсылка
K0308413KO
K1590920KO

Далее было построено множественное выравнивание всех последовательностей из всех обнаруженных ортологических рядов с помощью программы Muscle:
  • Выравнивание
    Проект Jalview:
  • Проект Jalview

    Гомологичность белков в выравнивании


    Довольно сложно судить о гомологии белков из разных ортологических рядов, так как нет чёткого критерия для этого.
    В данном выравнивании довольно много функционально консерватиных позиций и даже абсолютно консервативных позиций, что свидетельствует о гомологии белков. В выравнивании присутствует некоторое число гэпов, что связано с наличием коротких белков, которые будут удалены позже.
    Cтоит отметить, что кластеры выделены не достаточно чётко, и часто границ между ними найти нельзя, в функционально консервативных позциях остатки разбросаны по всем последовательностям, а не в пределах кластеров, что также позволяет говорить о гомологии белков.
    Таким образом, выравнивание существует!

    Проверка выравнивания

  • Были удалены короткие белки: T1FTN2_HELRO|K15909 (465), L8H4T3_ACACA|K15909 (757), L8HGG6_ACACA|K15909 (686), F4Q584_DICFS|K03084 (734).
  • Был удалён плохо выравненный белок из ортологисеского ряда K15909 : L8H092_ACACA|K15909 (1011).
  • Выравнивание после удаления указанных белков: Выравнивание. Проект: Проект Jalview
  • Далее было построено филогенетическое дерево (программой MEGA, методом Neighbor-Joining, со 100 бутстреп-репликами) (Рис. 2).

    Рис. 2. Филогенетическое дерево отобранных последовательностей, построенное методом Neighbor-Joining со 100 бутстреп-репликами (программа MEGA)

    Видно, что дерево чётко распадается на клады, соответствующими отдельным ортологическим рядам (на Рис. 2. взяты в красный и синий прямоугольники).
    Бутстреп-поддержка ветви, разделяющей дерево на эти клады, равна 100, что говорит о высочайшей достоверности такого разделения.
    Среди нетривиальных ветвей наиболее сильно по длине выбивается ветвь, отделяющая белок M4AFT3_XIPMA|K15909. Если внимательно посмотреть на эту последовательноть в выравнивании, можно заметить, что она выровнена действительно хуже остальных, однако при первичном анализе выравнивания я этого не обнаружил.
    © Павел Волик
    Факультет биоинженерии и биоинформатики, МГУ .