Для проведения глобальных выравниваний были отобраны 3 пары белков с одинаковой мнемоникой функции у Escherichia coli и Bacillus subtilis. Для глобального парного выравнивания была использована программа needle.
| Protein Name | ID 1 | ID2 | Score | Identity, % | Similarity, % | Gaps | Indels |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sulfite reductase[NADPH] flavoprotein alpha-component | CYSJ_ECOLI | CYSJ_BACSU | 1332.5 | 44.1 | 63.1 | 38 | 13 |
| Carbamoyl phosphate synthase large chain | CARB_ECOLI | CARB_BACSU | 2644.5 | 49.6 | 69 | 20 | 11 |
| UvrABC system protein A | UVRA_ECOLI | UVRA_BACSU | 2964.5 | 59.1 | 75.5 | 29 | 5 |
С помощью программы water было проведено локальное парное выравнивание тех же самых белков.
| Protein Name | ID 1 | ID2 | Score | Identity, % | Similarity, % | Gaps | Indels | Coverage 1 | Coverage 2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sulfite reductase[NADPH] flavoprotein alpha-component | CYSJ_ECOLI | CYSJ_BACSU | 13 | 44.1 | 63.1 | 38 | 13 | 100% | 100% |
| Carbamoyl phosphate synthase large chain | CARB_ECOLI | CARB_BACSU | 2644.5 | 49.8 | 69.3 | 19 | 10 | 99.4% | 99.5% |
| UvrABC system protein A | UVRA_ECOLI | UVRA_BACSU | 2964.5 | 60.4 | 77.2 | 8 | 5 | 100% | 98% |
Как можно отметить, взглянув на сводные таблицы характеристик локального и глобального выравнивания, все три белка являются гомологичными по всей длине. В данном случае локальное выравнивание неинформативно, так как дает результаты, идентичные глобальному, в силу сходства последовательностей по всей длине.
Для выравнивания заведомо неродственных белков были случайным образом выбраны две мнемоники: EPTB_ECOLI (Kdo(2)-lipid A phosphoethanolamine 7''-transferase) и KBAA_BACSU (KinB-signaling pathway activation protein).
| Protein Name | ID 1 | ID2 | Score | Identity, % | Similarity, % | Gaps | Indels |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1) Kdo(2)-lipid A phosphoethanolamine 7''-transferase 2) KinB-signaling pathway activation protein |
EPTB_ECOLI | KBAA_BACSU | 43.5 | 5.3 | 9.6 | 491 | 8 |
| Protein Name | ID 1 | ID2 | Score | Identity, % | Similarity, % | Gaps | Indels | Coverage 1 | Coverage 2 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1) Kdo(2)-lipid A phosphoethanolamine 7''-transferase 2) KinB-signaling pathway activation protein |
EPTB_ECOLI | KBAA_BACSU | 57 | 21.7 | 37.5 | 28 | 6 | 23.1% | 73.7% |
Как в глобальном, так и в локальном выравнивании эти белки показывают очень низкие показатели, что согласуется со случайным выбором мнемоник функций и подтверждает, что они действительно не являются гомологами. Стоит отметить, что локальное выравнивание смогло обнаружить участок некоторого сходства, однако этот участок в основном состоит из химически сходных, а не идентичных аминокислот, а также разорван большим количеством гэпов, что ставит под сомнение неслучайность сходства белков на этом участке.
Для множественного выравнивания мною была выбрана мнемоника CYSJ (Sulfite reductase[NADPH] flavoprotein
alpha-component). С помощью поиска в UniProtKB мною были найдены записи с такой же мнемоникой из базы данных
Swiss-Prot, принадлежащие другим организмам ((id:CYSJ_*) AND (reviewed:true)).
По данному запросу было найдено 58 белков, из которых были выбраны CYSJ_BACSU, CYSJ_NEIMB, CYSJ_BLOFL, CYSJ_YERPE, CYSJ_SALTY, CYSJ_PECAS. Множественное выравнивание было выполнено в Jalview с помощью программы Muscle.
Выравнивание получилось достаточно консервативным (большие консервативные участки 1-38, 67-220, 232-311 аминокислоты). Все белки выравниваются одинаково хорошо и могут считаться гомологичными. Также в структуре выравнивания можно обратить внимание на разрывы с 39 по 66 и с 221 по 231 аминокислоту. Можно предположить, что данные аминокислоты формируют менее существенные для функции белка линкерные участки, который также хорошо заметен при рассмотрении 3D-структуры белка.