Практикум по биоинформатике для студентов каф. вирусологии

Сентябрь 2023

Сергей Александрович Спирин (sas@belozersky.msu.ru)

Ведомость

Занятие 1. Банки последовательностей и поиск по аннотации

14 сентября 2023, четверг, 10:55 – 14:20

Коды и названия канонических аминокислот

[презентация (DBs)]   [задания]  [указания]

Занятие 2. Выравнивание, филогения, BLAST

21 сентября 2023, четверг, 10:55 – 14:20

[презентация (выравнивания)]  [презентация (BLAST)]  [задания]

Занятие 3. Визуализация пространственных структур: Jmol

28 сентября 2023, четверг, 10:55 – 14:20

[задания]   [презентация]   [памятка по Jmol]

Зачётное задание

Цель: для вирусного белка охарактеризовать несколько консервативных позиций с использованием пространственной структуры гомолога.

1. Выберите любой вирусный белок, у которого есть гомолог с известной пространственной структурой. Условия: структура самого белка неизвестна, процент идентичности с гомологом из PDB не менее 40%. Используйте BLAST по банку PDB.

2. Найдите несколько (5–10) гомологов этого белка у других вирусов. Выбирайте гомологи с процентом совпадающих остатков 30%–60%.
3. Постройте выравнивание исходного белка и его гомологов, включая тот гомолог, для которого есть структура.
4. Выберите 5 консервативных позиций в выравнивании и выделите их в структуре средствами Jmol.
5. Для объяснения причин консервативности исследуйте контакты выбранных остатков с другими остатками или лигандами.

Результат должен включать три файла:

1. Протокол, который должен содержать:
   • информацию об исходном белке: описание, название вируса, Uniprot AC;
   • PDB код 3D-структуры, к какому белку какого вируса она относится, какова степень сходства с исходным белком (покрытие выравниванием и процент идентичности, выданные BLAST'ом);
   • рисунок, полученный из структуры средствами Jmol, с выделенными консервативными остатками, сопровождаемый понятной подписью (что каким цветом изображено);
   • список отмеченных консервативных остатков (их "адреса" в структуре, например "аргинин 75 цепи A", и в исходном белке, например "аргинин 78");
   • предположение о том, почему эти остатки консервативны. Кроме структуры, можно использовать данные из литературы и из аннотаций записи с последовательностью белка. Указать источник обязательно.

2. Выравнивание в формате JalView (файл .jvp) с отмеченными консервативными позициями.

3. Скрипт для Jmol, который загружает выбранную структуру и выделяет на ней консервативные остатки.

Предостережения.

• Будьте внимательны при установлении соответствия между буквами в последовательности и остатками в структуре! Номер колонки выравнивании, номер остатка в конкретном белке и номер того же остатка в записи PDB — это, вообще говоря, три разных числа!
• Консервативные позиции выравнивания надо выбирать так, чтобы соответствующие остатки были представлены в структуре!

Вопросы по заданию и методам его выполнения можно будет задать после занятия.