• Главная
• Немного о себе
• Семестры
  • Первый семестр
  • Второй семестр
  • Третий семестр
  • Четвертый семестр
  • Седьмой семестр
• Проекты
  • Бактерия
  • Белок
  • Выравнивания белков
• Ссылки
• Заметки

Насколько случайны последовательности белков?

Для примера, было взято слово ITALY, состоящее из таких букв, которыми называются аминокислоты.
Для слова было теоретически предсказано количество случайных находок во всех записях SwissProt: 191670831*5,96*5,34*8,25*9,66*2,92*10^(-10)=141,96
Где 191670831 - это число васех аминокислотных остатков во всех последовательностях из базы данных, а остальные множители - частоты соответствующих аминокислот.
При помощи PROSITE экспериментально было определно количество раз, которое данный мотив встречается в последовательностях: 140.
Как видно на данном примере,- экспериментально и статистически полученные значения практически не отличимы, что говорит о том, что белковые последовательности построены случайным образом)

Поиск гомологов при помощи паттернов

Альтернативое и дополнением BLAST является поиск гомологичных последовательностей по так называемм паттернам.
Паттерны как правило получают при анализе множественного выравнивания уже найденых гомологов. По такому варавниванию часто просто бывает определить какой-нибудь консервативный, специфичный для данной группы участок, например,- активный центр. При этом, мы считаем, что это важный участок, медленно эволюционирующий и характерный для всех потенциальных гомологов. Далее, для этого участка составляется усредненная запись, удовлетворяющая всем последовательностям выравнивания - это и есть паттерн данного участка (или всей) последовательности. Синтаксис составления паттернов:
Готовый паттерн является матрицей по которой алгоритм PROSITE отбирает подходящие последовательности из всех возможных в базе данных. Для объекта исследования - белка CRH_BACSU, для которого уже было составлено множественное выравнивание, был составлен ряд паттернов - от очень строгих, до слабых. Результаты поиска представлены в таблице 1. Таблица 1.

Комментарии к таблице

Для сильного паттерна.
С одной стороны, все хиты являются очень близкими гомологами к CRH_BACSU (см рис 1). C другой стороны, кроме B. subtilis не было найдено ни одной последовательности из множественного выравнивания. Не совсем понятно, как такое могло получится: присоставлении паттерна учитывались все последовательности, а не только CRH_BACSU. Возможно такой результат частично связан с тем, что поиск роводился в разных базах данных: в случае BLAST (для получения множественного выравнивания - по RefSeq, а в случае PROSITE - по SwissProt. Однако, задачу можно считать выполненной, так как по паттерну были найдены новые близкие гомологи.
Вероятность нахождения рандомной последовательности, подходящей под данный паттерн: 1/10^6.

Рис 1. Распределение хитов по таксонам.

Для среднего паттерна.
Вероятность нахождения рандомной последовательности, подходящей под данный паттерн: 29/10^5.
Как и в случае сильного патерна, большую часть хитов составляли белки из близкородственных с B. subtilis организмов (см рис 2, участвующие в передаче или транстпорте фосфата, что говорит о объективности паттерна с функциональной стороны вопроса.

Рас 2. Распределение хитов по таксонам.

Для слабого паттерна.
Веротность нахождения рандомной последовательности, подходящей под данный паттерн: 87/10^5.
Сохраняется блок последовательностей, относящихся к транспоретрам фосфата (Phosphocarrier protein HPr).

Рас 3. Распределение хитов по таксонам.

Для очень слабого паттерна.
Веротность нахождения рандомной последовательности, подходящей под данный паттерн: 1029/10^5.
Появилось гораздо больше хитов, которые использовались в множественном выравнивании. Сохраняется четкий блок последовательностей белков-переносчиков фосфата. Распределение хитов по таксонам представлено на рисунке 4.

Рас 4. Распределение хитов по таксонам.

Общие замечания

В целом, результаты поиска можно считать удовлетворительными: были найдены многие последовательности по которым составлялся паттерн, но большую часть находок составляли бактерии филлума Firmicutes, и близких к нему, что логично, так как именно к этой группе относится B. subtilis и именно в ней широко распространены близкие гомологи CRH_BACSU.
Среди всех находок при всех вариантах паттерна выделяется обширный кластер последовательностей из разных организмов, в котором записи охарактеризованы как Phosphocarrier protein HPr (белок-переносчик фосфата HPr или HPr-like protein Crh), к которым относится и СRH_BACSU. Следовательно, можно сделать вывод, что поиск прошел удачно - были выявлены новые явные функциональные гомологи нашего белка.

Мотивы