Практикум 9. Выравнивание последовательностей

Глобальное парное выравнивание гомологичных белков

Protein Name ID 1 ID 2 Score % Identity % Similarity Gaps Indels
3-hydroxyacyl-[acyl-carrier-protein] dehydratase FabZ FABZ_ECOLI FABZ_BACSU 345.0 45.4 61.2 12 3
Adenine phosphoribosyltransferase APT_ECOLI APT_BACSU 441.5 50.3 61.2 13 2
Ribosome-recycling factor RRF_ECOLI RRF_BACSU 469.0 48.6 71.9 0 0

Локальное парное выравнивание гомологичных белков

Protein Name ID 1 ID 2 Score % Identity % Similarity Gaps Indels Coverage 1 Coverage 2
3-hydroxyacyl-[acyl-carrier-protein] dehydratase FabZ FABZ_ECOLI FABZ_BACSU 348.0 49.3 66.4 4 2 92,1 97,2
Adenine phosphoribosyltransferase APT_ECOLI APT_BACSU 450.0 56.2 66.7 0 0 88,5 95,3
Ribosome-recycling factor RRF_ECOLI RRF_BACSU 470.0 48.9 72.3 0 0 99,5 99,5

Были выбраны белки: 3-гидроксиацил-[ацил-переносящий-белок] дегидратаза FabZ, aденин фосфорибозилтрансфераза и фактор рециклинга рибосом из штамма K12 кишечной палочки и штамма 168 сенной палочки. По результатам выравниваний можно сделать вывод, что белки во всех 3 парах гомологичны друг другу. Значения Score, Indentity, Similarity, Coverage(в локальном выравнивании) достоточно большие, что может свидетельствовать о гомологичности белков. Результаты глобального парного выравнивания и локального парного выравнивания различаются незначительно(схожие характеристики выравниваний), разве что в локальное выравнивание включается только гомологичный участок, поэтому говорить о большей информативности локального выравнивания нельзя.

Результат применения программ выравнивания к неродственным белкам

Для построения выравниваний были взяты неродственные белки Valine--tRNA ligase(SYV_ECOLI) и Phosphoglycerate kinase(PGK_BACSU). Результаты глобального и локального выравнивания представлены в таблице.

Score % Identity % Similarity Gaps Indels
Global 68.5 8.8 13.5 779 25
Local 80.0 23.5 36.0 85 21

Согласно характеристикам глобального и локального выравниванний белков c разными мнемониками функций они не являются гомологичными (маленькие значения параметров выравнивания).

Множественное выравнивание белков и импорт в Jalview

Для можественного выравнивания была выбрана мнемоника APT. Было найдено 634 белка с помощью команды: 

infoseq 'sw:APT_*' -only -name -nohead -out APT.txt

Для построения выравнивания были выбраны белки: APT_ECOSE, APT_RUEPO, APT_CLOPE, APT_BURCH, APT_STOLO, APT_ECOLI, APT_BACSU.

Был создан файл в fasta формате:

seqret @APT.txt APT.fasta

После этого запущена порограмма выравнивания:

muscle -align APT.fasta -output APT_alignment.fasta

Файл с выравниванием

Белки, вероятно, не являются гомологичными. В выравнивании можно выделить наиболее консервативные участки: 74-76, 88-89, 94-95, 97-100, 110-113, 122-123, 126-127, 134-136, 138-142, но так же встречаются полностью негомологичные участки большей протяженности.