Главная

I Семестр

II Семестр

Проекты

Обратная Связь

Множественное выравнивание последовательностей

• 1)Ознакомление с программой Muscle

  Воспользовавшись SRS я получил из банка SwissProt файл с 34 последовательностями дельта-антигенов в формате fasta. Сделал это ограничив по полю таксономии(Taxonomy): Deltavirus, а также по полю описание(Description): delta. Попробовал на глаз вставить пару гэпов. В результате чего поставилв пару гэпов в колонку 163, я получил достаточно хорошее совпадение. Вот дана картинка с получившимся выравниванием.

  Затем выровнял данные последовательности воспользовавшись программой muscle, введя команду muscle -in delta.fasta -out delta_aligned.fasta. В результате чего получил файл с выравниванием. Вот дана картинка с получившимся выравниванием. По результатам выравнимания можно с уверенностью сказать, что белки являются близкими гомологами, так как имеется большое количество консервативных участков.

  Файл в формате msf, сохранённый из GeneDoc для невыровненных последовательностей: aln_hand.msf
  Файл в формате msf, сохранённый из GeneDoc для выровненных последовательностей: aln_muscle.msf

• 2)Выравнивание набора гомологов своего белка

  Для выравнивания получим гомологи белка RSUA_ECOLI посредством BLAST. Ограничиваем выдачу таксоном Bacteria и поставив порог на E-value, равный 0.001. И берем тех гомологов, для которых процент идентичности с белком RSUA_ECOLI меньше 90%. Для того чтобы гомологи не были слишком близки друг к другу, выбираем их из разных родов организмов. Ниже в таблице приведены выбранные мною гомологи белка RSUA_ECOLI.

  Гомологи белка RSUA_ECOLI

  Индификатор	e-value	Идентичность	Сходство	Таксономия
  Y807_RICCN	2e-10	24%	46%	Bacteria; Proteobacteria; Alphaproteobacteria; Rickettsiales; Rickettsiaceae; Rickettsieae; Rickettsia; Rickettsia conorii
  RLUF_SHIFL	4e-17	27%	49%	Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Enterobacteriales; Enterobacteriaceae; Shigella; Shigella flexneri
  Y1370_MYCLE	2e-23	35%	51%	Bacteria; Actinobacteria; Actinobacteridae; Actinomycetales; Corynebacterineae; Mycobacteriaceae; Mycobacterium; Mycobacterium leprae
  RLUE_XANAC	3e-19	36%	52%	Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Xanthomonadales; Xanthomonadaceae; Xanthomonas; Xanthomonas axonopodis pv. citri
  Y361_SYNY3	6e-28	35%	56%	Bacteria; Cyanobacteria; Chroococcales; Synechocystis; Synechocystis sp. PCC 6803
  RSUA_PSEAE	3e-50	46%	59%	Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Pseudomonadales; Pseudomonadaceae; Pseudomonas; Pseudomonas aeruginosa
  Y554_AQUAE	1e-38	38%	62%	Bacteria; Aquificae; Aquificales; Aquificaceae; Aquifex; Aquifex aeolicus
  RSUA_VIBPA	2e-64	53%	68%	Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Vibrionales; Vibrionaceae; Vibrio; Vibrio parahaemolyticus
  RSUA_HAEIN	3e-75	57%	74%	Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Pasteurellales; Pasteurellaceae; Haemophilus; Haemophilus influenzae

  Для сравнения приведу таксономию для бактерии из которой был выделен мой белок: Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Enterobacteriales; Enterobacteriaceae; Escherichia; Escherichia coli K-12

  Создаю файл, в котором записал список выбранных белков-гомологов и мой белок. Затем с помощью команды seqret @myproteins.list myproteins.fasta получаю файл в fasta формате. Затем с помощью программы muscle построил множественное выравнивание. Вот представлена картинка с получившимся выравниванием. Ниже приведена таблица с описанием консервативных выравненных участков и участков не имеющих биологического значения

  Таблица описания выравнивания

  № а.о. белка RSUA_ECOLI	№ столбцов выравнивания	Комментарии
  Консервативные участки
  116-173	95-152	Мне кажется, что это наиболее консервативный участок, так как наблюдается достаточно большое количество совпадений а.о. К тому же в этом диапазоне а.о. лежит Asp102, которая является для RSUA_ECOLI активным центром. А как мы знаем, что белки выполняющие приблизительно одинаковые функцию должны иметь приблизительно одинаковые активные центры.
  216-250	176-210	Мне кажется, что этот участок также является консервативным, так как наблюдаем достаточное количество совпадений а.о.
  Остальным же учаткам, как мне кажется не стоит придовать особого биологического смысла
  178-213	157-173	Как мне кажется этот участок не несет какого-либо особого биологического смысла.

  Файл в формате fasta для полученных последовательностей: myproteins.fasta
  Файл в формате msf, сохранённый из GeneDoc для выровненных последовательностей: myprot_mus.msf

• 3*)Другие программы множественного выравнивания

  Попробовал разобраться с другими программами выравнивания, установленными на kodomo-count, а именно mafft и edialign. И выравнял последовательности, которые выравнивал с помощью программы Muscle в предыдущем задание. Для этого вводил команду mafft либо edilign, после чего отвечал на вопросы. В результате чего получил два множественных выравнивания. Вот картинки множественного выравнивания полученные с помощью mafft и edialign соответственно. Сравнивая выравнивания полученные с помощью 3 программ я пришел к выводу, что они практически полностью совпадают в плане консервативных участках. Одно из отличий Mafft от Muscle и Edialign в том что он выравнивает первый столбец метионинов, но это не несет особого биалогического смысла, а просто разница в алгоритмах. А отличие Edialign от Muscle и Mafft в том что он не выравнивает столбец а.о. в котором стоит 152 а.о. по RSUA_ECOLI. А также Mafft и Edialign не меняют порядок последовательностей из вводимого файла, в отличие от Muscle.

  Файл в формате msf, сохранённый из GeneDoc для выровненных последовательностей полученных с помощью программы Mafft: myprot_maf.msf
  Файл в формате msf, сохранённый из GeneDoc для выровненных последовательностей полученных с помощью программы Edialign: myprot_edi.msf

• 4*)Знакомство с некоторыми программами обработки множественных выравниваний

  CONSAMBIG - программа пакета EMBOSS, которая создает неоднозначную последовательность от множественного выравнивания. А именно последовательность на местах совпадения а.о. в этой последовательности стоят совпавшие а.о. Когда а.о. не совпадают стоит Х. Также ставят а.о. если на этом участке есть только одна последовательности, так как другие либо закончились, либо просто стоят гэпы.

  Файл в формате fasta для неоднозначной последовательности зависящей от множественного выравнивания, полученного с помощью программы Muscle: myprot_mus_con.fasta

  DISTMAT - программа пакета EMBOSS, которая создает матрицу расстояния от множественного выравнивания. Она вычисляет расстояние между каждой парой последовательностей в множественном выравнивании. Методы для того чтобы оценить это расстояние можно выбрать и отличаться по тому, как исправляются замены. Я выбрал метод который обзывается: "Неисправленные расстояния", т.е. не делаются попраки на множественные замены. Ниже приведена матрица расстояния для множественного выравнивания полученного с помощью программы Mafft.

  RSUA_ECOLI 1	0.00
  Y807_RICCN 2	74.18	0.00
  RLUF_SHIFL 3	69.16	66.06	0.00
  Y1370_MYCLE 4	63.56	67.73	67.11	0.00
  RLUE_XANAC 5	62.20	71.17	71.69	60.24	0.00
  Y361_SYNY3 6	63.72	65.64	66.23	58.72	58.72	0.00
  RSUA_PSEAE 7	53.04	71.36	70.42	65.18	66.87	64.00	0.00
  Y554_AQUAE 8	60.54	70.37	68.04	59.23	63.03	64.94	65.77	0.00
  RSUA_VIBPA 9	45.65	72.09	72.69	64.76	64.07	64.91	55.46	59.56	0.00
  RSUA_HAEIN 10	42.42	74.77	68.37	67.26	64.85	67.40	59.13	63.39	45.89	0.00
  	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

  PLOTCON - программа пакета EMBOSS, которая строит график зависимости сходства а.о. от положения а.о. множественного выравнивания. Ниже приведены графики множественных выравниваний, полученных с помощью программ Muscle и Mafft.

  График множественного выравниваний, полученных с помощью программы Muscle

  

  График множественного выравниваний, полученных с помощью программы Mafft

  

  Из полученных графиков видно, что данные выравнивания не сильно отличаются. Отличаются тем что Mafft выравнивает первый столбец метионинов. А также участками: 90-110 и 190-220.