BLAST - инструмент для быстрого поиска последовательностей в банках данных по гомологии

Работа с программой blastp

Часть1. Поиск белка LacY_ECOLI по фрагменту его аминокислотной последовательности.

Поиск производился с банку данных Swiss-Prot.

Фрагмент последовательности	Порядковый номер хита	Процент совпадающих остатков в выравнивании	Вес выравнивания (Score)	E-value
30 аминокислот белка (140-170)	1	100%	60.1	1e-09
10 аминокислот белка (68-78)	1	100%	24.6	49

В первом случае был выбран участок последовательности из 30 аминокислот белка LacY_Ecoli (140-170). Значения Score и E-value, выданные программой BLAST оказались «хорошими»: высокая цена выравнивания и низкое значение количества случайных выравниваний в базе данных. Во втором случае был выбран участок последовательности из 10 аминокислот того же белка (68-78). Результат оказался с высокими значениями количества случайных выравниваний (E-value) и более низкой ценой выравнивания (Score). Чем меньше длина участка последовательности, по которой производится поиск, тем больше вероятность найти случайно похожую последовательность. Вес выравнивания зависит в данном случае от длины последовательности, т.к. участки взяты из 1 белка и процент совпадающих остатков = 100%.

Часть2. Является ли BLAST инструментом для поиска ортологов?

Исходя из определения ортологов (последовательностей, образованных от общего предшественника в процессе видообразования) и того, что ортологи имеют общую функцию, можно сделать вывод, что BLAST не является иструментом для поиска ортологов. Рассмотрим это на примере поиска по последовательности репрессора рибозного оперона RbsR из Bacillus subtilis.

Только 6 из первых 20 хитов являются гомологами репрессора рибозного оперона (выделены серым цветом). Если посмотреть на систематические группы, в которых находятся данные 6 гомологов, то можно увидеть, что одни принадлежат к Firmicutes, а другие к Gammaproteobacteria. Это ставит под сомнение то, что все 6 гомологов принадлежат к общему предку (между ними большое эволюционное расстояние). Еще одно доказательство того, что BLAST не является инструментом для поиска ортологов, это определение функций некоторых из 6 белков по гомологии (by similarity), не основываясь на экспериментальных подтверждениях.