Практикум 4

Составление списка гомологичных белков

Протеомы бактерий из предыдущего практикума makeblastdb -in db.fa -dbtype prot -parse_seqids
Затем я нашла гомологи белка CLPX_ECOLI в blastp -query clpx_ecoli.fa -db db.fa -evalue 0.001 -out clpx_out.tx Вот такая выдача получлась:


Sequences producing significant alignments:

P0A6H1 ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX OS=Esc...  860 Q8ZC66 ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX OS=Yer...  805 B4EU54 ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX OS=Pro...  769 Q21KA8 ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX OS=Sac...  645 Q5P160 ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX OS=Aro...  619 Q8UFY5 ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX OS=Agr...  596 Q165G0 ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX OS=Ros...  582 Q21H71 ATP-dependent protease ATPase subunit HslU OS=Saccharophag...  99.8 B4F171 ATP-dependent protease ATPase subunit HslU OS=Proteus mira...  96.7 Q8ZJJ5 ATP-dependent protease ATPase subunit HslU OS=Yersinia pes...  95.1 P0A6H5 ATP-dependent protease ATPase subunit HslU OS=Escherichia ...  93.6 Q16CY2 ATP-dependent protease ATPase subunit HslU OS=Roseobacter ...  93.6 Q5P503 ATP-dependent protease ATPase subunit HslU OS=Aromatoleum ...  93.6 Q8UJ87 ATP-dependent protease ATPase subunit HslU OS=Agrobacteriu...  92.0 A0A5P8YGZ0 ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit OS=Yers...  51.2 B4EV83 ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit OS=Proteus ...  50.1 B4F2B3 ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH OS=Proteus mirabil...  46.6 P0AAI3 ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH OS=Escherichia col...  46.2 A0A5P8YB42 ATP-dependent protease OS=Yersinia pestis OX=632 GN=YP...  46.2 A0A5P8YCE6 ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH OS=Yersinia pe...  45.8 Q168A2 Holliday junction branch migration complex subunit RuvB OS...  45.4 Q7CT50 ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH OS=Agrobacterium f...  45.4 P0ABH9 ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpA OS=Esc...  43.1 Q16C81 Chaperone protein ClpB OS=Roseobacter denitrificans (strai...  41.2 Q167Z2 ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH OS=Roseobacter den...  41.2

 Всего 25 находок, все они являются АТФазами,

Реконструкция и визуализация
 Находки затем были объединены в один 
blastp -query clpx_ecoli.fa -db db.fa -evalue 0.001 -out file.txt awk '!seen[$0]++'  file.txt seqtk subseq db.fa file.txt awk  -F "|" '/^>/{split($3, a, " "); print ">" a[1]; next} {print}'



С использованием сервиса NGPhylogeny последов 


Дерево в Newick формате



были собраны в один файл db.fa при помощи команды cat. Затем этот файл я проиндексировала:
 сформированной базе данных с помощью команды:
 t

Score E (Bits) Value 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 7e-23 9e-22 2e-21 7e-21 9e-21 9e-21 2e-20 5e-07 1e-06 2e-05 2e-05 2e-05 3e-05 3e-05 4e-05 2e-04 8e-04 8e-04 и, почти все протеазами. fasta файл при помощи нехитрых команд: -outfmt '6 sseqid' file.fasta ательности были выровнены (алгоритмом MAFFT) и реконструировано дерево (программа FastME c параметрами: "Gamma distributed rates across sites" — No, "Starting tree" — BIONJ, "No refinement", 100 бутстреп реплик).

Таблица 1. некоторые ортологи и паралоги.

Ортологи	Паралоги
HSLU ECOLI и HSLU YERPE	A0A5P8YB42 YERPE и A0A5P8YGZ0 YERPE
CLPX ROSDO и CLPX AGRFC	CLPX AGRFC и HSLU AGRFC
CLPX YERPE и CLPX ECOLI	B4EV83 PROMH и B4F2B3 PROMH

Далее ортологичные группы были покрашены:

Затем наиболее крупные ортологичные группы были схлопнуты:

Самые крупные ветви — фиолетовая и голубая, им соответствуют белки HslU (АТФазная субъединица протеасомоподобного комплекса деградации) и ClpX (также АТФ-зависимая субъединица протеазного комплекса), которые были найдены во всех бактериях. Кроме того структура получившихся клад в точности отвечает филогении данных бактерий.
Члены розовой клады — металлопротеазы FtsH, а зеленой — субъединицы Clp протеазнго комплекса (но не ClpX). Обе клады также соответвуют филогении бактерий. Особняком стоят белок RuvB из Aromatoleum и некая АТФ-зависимая протеаза из чумной палочки.