Биологический смысл выравнивания последовательностей белков

Построение выравнивания аминокислотных последовательностей на основе пространственного наложения структур белков.

Нам дано пространственное наложение структур двух белков в формате PDB.
Изображение этих двух белков, полученное с помощью RasMol, на картинке ниже.
Структуры показаны в остовной модели, CA-атомы - шарики небольшого размера.

По представленному пространственному выравниванию построим выравнивание этих же последовательностей белков с помощью GeneDoc, для чего возьмем, конечно же, последовательности этих белков в fasta-формате:
Chain A
Chain B

Выравнивание в GeneDoc:

Файл в формате MSF

Как известно, выравнивание этих же белков можно построить программой NEEDLE.

3                  1 ESYYSIGEVSKLANVSIKALRYYDKIDLFKPAYVDPDTSYRYYTDSQLIH     50
                      ..|.:.:|::::.|||:.|.:||.|:|..|:.: .|..||.|:|:.|..
4                  1 -MKYQVKQVAEISGVSIRTLHHYDNIELLNPSAL-TDAGYRLYSDADLER     48

3                 51 LDLIKSLKYIGTPLEEMKKAQD-LEMEELFAFYTEQERQIREKL---DFL     96
                     |..|...|.||..|:|:|:..| ...:...|..:::|..:::|.   :.:
4                 49 LQQILFFKEIGFRLDEIKEMLDHPNFDRKAALQSQKEILMKKKQRMDEMI     98

3                 97 SALEQTISLVKKRMKRQMEYPA    118
                     ..:::|:..|.
4                 99 QTIDRTLLSVD-----------    109

Файл в формате MSF
Файл в формате needle

Сравнение выравниваний

В целом, можно сказать, что эти выравнивания похожи, но в данном случае нам важно, что они не идентичны.

needle не учитывает H71 в цепи B пространственно лучше подходит, чем D70, аналогично D37 в цепи А лучше Р38.

Также вместо консервативной пары Q-Q needle получил E-E, не найдя при этом консервативные остатки QTI (99-101 в цепи В).

Еще один недостаток, это наличие довольно длинного гэпа, без которого, как показывает пространственное выравнивание, можно обойтись.

Из всего этого можно сделать вывод, что математически правильное выравнивание даже с хорошим весом не всегда биологически верное, а, значит, для более правильного суждения о возможной гомологичности белков необходимо иметь пространственную структуру этих белков.