Ферменты. База KEGG.
Работа с KEGG ORTHOLOGY
Для работы из базы данных KEGG был выбран метаболический путь — метаболизм пуринов. На рисунке 1 этот путь представлен полностью.
Из всего пути будем рассматривать катализаторы (ортологические ряды белков) реакции гидролиза гуанозиндифосфата (R00328). Это ортологические ряды с идентификаторами:
Рисунок 1. Метаболизм пуринов.
Жёлтым цветом выделены реакции, которые катализируют несколько выбранных ортологических рядов белков (в том числе и R00328). Нажав на изображение, можно увидеть картинку в исходном размере.
Рисунок получен с помощью сервиса KEGG.
С помощью алгоритма Muscle было построено множественное выравнивание всех обнаруженных ортологических рядов.
Далее это выравнивание было открыто в программе JalView и окрашено Clustax (проект JalView). Из выравнивания видно, что белки внутри ортологического ряда выравниваются лучше друг с другом, чем с белками из другого ряда. Хуже всех с остальными выравниваются белки ряда K12304.
Далее на основе выравнивания с помощью программы MEGA5.1 строилось филогенетическое дерево, представленное на рисунке 2. Использовался метод Neighbor-Joining, а также бутстреп-анализ со 100 репликами и выбранной опцией "pairwise deletion" (Gaps/Missing Data Treatment).
Рисунок 2. Филогенетическое дерево ортологических рядов белков.
Фиолетовым цветом обозначается нетривиальная ветвь, образующая кладу из белков одного ортологического ряда. Зелёным — заинтересовавшие меня по длине тривиальные ветки.
Рисунок получен с помощью программы Mega5.1. Дерево построено по алгоритму Neighbour-Joining в программе Mega5.1.
Мы видим, что сразу же отделяются в отдельную кладу белки ортологического ряда K12304. При этом достоверность такой ветки высокая — 100 реплик. Это весьма соответствует замечанию о том, что белки этого ряда плохо выравнивались с остальными. Белки же оставшихся двух рядов на дереве немного перемешаны между собой. Нетривиальные ветви, содержащие только белки определённого ортологического ряда, менее достоверны. Для ряда K12305 это поодержка 26 бутстреп-реплик, для K01511 — 58. Белки L8GJW6_ACACA, R1C2E9_EMIHU, R7QW5_CHOCR (тривиальная ветвь выделена зелёным) плохо выравниваются со своими сородичами.