Практикум 4. Паралоги, визуализация.

Составление списка гомологичных белков, включающих паралоги

Поиск гомологов белка CLPX_ECOLI производился с помощью blastp с порогом evalue в 0.001 в базе данных, созданных из протеомов рассматриваемых бактерий.
В результате удалось получить следующие находки.

ID	Name	E-value	Score
CLPX_STRAW	ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX	0.0	535
Q1AVT0_RUBXD	ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX	0.0	524
CLPX_MYCVP	ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX	0.0	523
CLPX_MYCTU	ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX	0.0	519
CLPX_MYCLE	ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX	0.0	519
CLPX_ARTS2	ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX	0.0	516
CLPX_LEIXX	ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX	1.10e-180	509
CLPX_BIFLO	ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit ClpX	9.93e-150	432
A0K1M3_ARTS2	ATPase AAA-2 domain protein	6.36e-08	54.3
Q1AU05_RUBXD	ATPase AAA-2	3.41e-07	52.0
Q8G871_BIFLO	Protease	7.61e-07	51.2
Q1AY82_RUBXD	ATPase AAA-2	1.81e-04	43.5
RUVB_BIFLO	Holliday junction ATP-dependent DNA helicase RuvB	1.92e-04	42.7
Q6ACQ0_LEIXX	ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH	2.16e-04	43.1
Q8G3S2_BIFLO	ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH	2.17e-04	43.1
A1TG29_MYCVP	ATPase AAA-2 domain protein	2.46e-04	43.1
RUVB_ARTS2	Holliday junction ATP-dependent DNA helicase RuvB	3.11e-04	42.4
Q82QV8_STRAW	Putative AAA family ATPase	3.88e-04	41.6
A0JR82_ARTS2	ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH	5.82e-04	41.6
A0K236_ARTS2	AAA ATPase, central domain protein	5.92e-04	41.6
Q82EE9_STRAW	ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH	6.12e-04	41.6
A1TG43_MYCVP	ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH	6.71e-04	41.6
Q82EB8_STRAW	Putative ATP-dependent Clp protease	7.69e-04	41.6
FTSH_MYCTU	ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH	7.93e-04	41.2
FTSH_RUBXD	ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH	0.001	40.8
FTSH_MYCLE	ATP-dependent zinc metalloprotease FtsH	0.001	40.8
CLPC_MYCLE	Probable ATP-dependent Clp protease ATP-binding subunit	0.001	40.4

Реконструкция и визуализация

На основе выравненных с помощью MAFFT последовательностей белков с помощью алгоритма Neighbour joining
в программе MEGA было получено следующее филогенетическое дерево.
В полученном дереве можно выделить следующие пары ортологов и паралогов:

Ортологи	Паралоги
CLPX ARTS2 - CLPX STRAW	CLPC MYCLE - CLPX MYCLE
FTSH MYCLE - FTSH MYCTU	Q82EE9 STRAW - CLPX STRAW
Q82EB8 STRAW - CLPC MYCLE	Q8G871 BIFLO - Q8G3S2 BIFLO

Изображения дерева

Рис.1 Реконструкция филогенетического дерева найденных белков

Рис.2 Реконструкция филогенетического дерева с объеденненными ортологичными группами

Ортологичные группы:

ClpX (АТФ-зависимый компонент протеазы Clp): в данную ортологичную группу попали белки из всех исследуемых бактерий, однако топология поддерева, принадлежащего данной группе, не соответсвует правильному дереву.

ClpС (АТФ-зависимый AТФ-связывающий компонент протеазы Clp): в данную ортологичную группу не попали белки из Mycobacterium tuberculosis и Leifsonia xyli, топология поддерева, принадлежащего данной группе, не соответсвует правильному дереву. Многие белки из данной группы являются предсказанными, поэтому имеют сильно различающиеся аннотации, однако все ещё можно делать вывод об их ортологичности, т.к. аннотация по белковым доменам у всех них одинакова.

FtsH (АТФ-зависимая цинковая металлопептидаза): в данную ортологичную группу попали белки из всех исследуемых бактерий, топология поддерева, принадлежащего данной группе, не соответсвует правильному дереву.

RuvB (АТФ-зависимая хеликаза, участвующая в устранении структур Холлидея): в данную ортологичную группу, которую можно выделить на основе функции представленных в ней белков, попало только два белка из Arthrobacter sp. и Bifidobacterium longum.