Практикум 9

С помощью программы needle из пакета EMBOSS было проведено глобальное выравнивание белков из Escherichia coli (strain K12) и Bacillus subtilis (strain 168) с мнемоникой: CH60, DEOD, HEM2. Результаты привидены в Табл. 1, видно, что белки являются гомологичными, наименее консервативными оказались белки третьей пары (уровень идентичности меньше 50%, что вызывает некоторые опасения).

С помощью программы water из пакета EMBOSS было проведено локальное выравнивание тех же белков (смотри предыдущий пункт). Результаты представлены в Табл. 2, стоит отметить, что высокий процент покрытия позволяет сильнее убедится в гомологичности анализируемых белков, однако ситуация с третьей парой по-прежнему оставляет желать лучшего (все равно процент идентичности ниже 50%).

Было проведение глобальное и локальное выравнение белков ZINT_ECOLI из Escherichia coli (strain K12) и QOX3_BACSU из Bacillus subtilis (strain 168). Результаты представлены в Табл. 3, очевидно, что данные белки не являются гомологичными: в глобальном выравнивании число гэпов велико, идентичность близка к 0, что же касается локального, то участки обладают низким процентом покрытия (из-за чего можно предположить, что 18,8% идентичности носят в основном случайный характер). В целом результаты были ожидаемы, поскольку белки сильно различаются по функциям (первый связывается с металлами, такими как цинк, кадмий, никель и ртуть, а второй катализирует окисление хинола).

Для проведения множественного выравнивания была выбрана мнемоника CH60, полное рекомендованное имя данного белка из ECOLI: Chaperonin GroEL. Всего таких белков нашлось 772 в базе данных Swiss-Prot. Были отоброны следующие семь белков:

• CH60_ECOLI из Escherichia coli (strain K12)
• CH60_BACSU из Bacillus subtilis (strain 168)
• CH60_ARATH из Arabidopsis thaliana
• CH60_RAT из Rattus norvegicus
• CH60_HUMAN из Homo sapiens
• CH60_CAEEL из Caenorhabditis elegans
• CH60_CHLTR из Chlamydia trachomatis (strain D/UW-3/Cx)

Выравнивание проводилось полностью с помощью Jalview: использовались Fetch sequences и Muscle with Defaults. Колонки выравнивания были окрашены по проценту идентичности. Ссылка на проект в Jalview.

Глядя на результаты выравнивания, можно сделать вывод о том, что белки гомологичны, несмотря на сильное таксономическое различие у организмов. На это указывает большое число очень консервативным участков, хочется отметить особенно крупные: 53-66, 115-126, 221-231, 279-295, 305-316, 393-413, 422-450. Общее число гэпов также невелико, в основном они имеются 1-30, что говорит о неконсервативности N-конца, стоит отметить, что гэпы имеются в основном у бактерий, это позволяет предположить, что N-конец модифицировался и усложнялся у эукариот (что связано с более сложным строением их клеток).