Практикум 9

Задание №1. Глобальные выравнивания с помощью программы needle.

Таблица1. В таблице приведены характеристики глобальных выравниваний с мнемоникой ZNUC, RHO и CHEW (для E. coli и B. subtilis).
Protein name ID1 ID2 Score Identity, % Similarity, % Gaps Indels
Zinc import ATP-binding protein ZnuC ZNUC_ECOLI
 ZNUC_BACSU 302.5 28.8 44.8 80 10
Transcription termination factor Rho RHO_ECOLI RHO_BACSU 1220 54.6 73.3 22 6
Chemotaxis protein CheW CHEW_ECOLI CHEW_BACSU 197.5 26.1
 46.7 37 4

Задание №2. Локальные выравнивания с помощью программы water.

Таблица2. В таблице приведены характеристики локальных выравниваний с мнемоникой ZNUC, RHO и CHEW (для E. coli и B. subtilis).
Protein name ID1 ID2 Score Identity, % Similarity, % Gaps Indels Coverage1, % Coverage2, %
Zinc import ATP-binding protein ZnuC ZNUC_ECOLI
 ZNUC_BACSU 311 35.2
 54.6
 31
 7 78.5 97.8
Transcription termination factor Rho RHO_ECOLI RHO_BACSU 1220 56.6 75.9 8
 4
 99.8 96.5
Chemotaxis protein CheW CHEW_ECOLI CHEW_BACSU 199.5 28.6 51.6
 24
 3
 91.6 92.9

Задание №3. Глобальное и локальное выравнивания негомологичных белков.

Таблица3. В таблице приведены характеристики глобального и локального выравниваний белков с мнемоникой RHO и ZNUC (для E. coli и B. subtilis соответственно).
Protein name ID1 ID2 Score Identity, % Similarity, % Gaps Indels Coverage1, % Coverage2, %
Transcription termination factor Rho/
Zinc import ATP-binding protein ZnuC		 RHO_ECOLI
 ZNUK_BACSU 51 16
 23.9
 252

 21
Transcription termination factor Rho/
Zinc import ATP-binding protein ZnuC		 RHO_ECOLI ZNUC_BACSU 61.5
 21.7
 32.2
 123
 18
 64.9
 92.2

На негомологичность белков указывает в первую очередь очень высокое количество инделей в локальном выравнивании; также крайне низок процент идентичности для обоих выравниваний, а количество гэпов зашкаливает и там, и там, достигая более 50% от длины белка (для глобального)

Задание №4. Множественное выравнивание гомологичных белков.

По ссылке доступно для скачивания множественное выравнивание для белка с мнемоникой ZNUC (полное рекомендованное название - Zinc import ATP-binding protein ZnuC) для 7 последовательностей. Всего с данной мнемоникой в Uniprot нашлось 93 записи, из которых я выбрал (кроме кишесной и сенной палочек): ZNUC_ANAPZ, ZNUC_YERPE, ZNUC_SALTY, ZNUC_PSEAE, ZNUC_WOLPM (среди них все патогены - анаплазма, чумная палочка, сальмонелла, синегнойная палочка, вольбахия). Все белки, вероятно, гомологичны, присутствует ряд консервативных участков (57-60, 99-100, 168-171, 182-185 и др.). При этом для трёх последовательностей (ZNUC_YERPE, ZNUC_ECOLI, ZNUC_SALTY) гомология наиболее очевидна, а последовательности ZNUC_SALTY и ZNUC_ECOLI практически идентичны. Это отражает их родство по текущей филогении (сальмонелла и кишечная палочка - в одном семействе, а с чумной палочкой - в разных семействах одного порядка Enterobacteriales). Попарное выравнивание этих трёх последовательностей с помощью needle говорит о том же:

SALTY - ECOLI: score = 1228, identity = 95.2%

YERPE - ECOLI: score = 1015, identity = 76.3%

SALTY - YERPE: score = 1018, identity = 76.7%

Видимо, характеристика Identity может хорошо работать для предсказания родства организмов, из которых выделен белок.