Учебный сайт Шиндяпиной А.В.

Программа BLASTP.

При выполнении первых двух упражнений воспользовалась web-интерфейсом к BLASTP на сервере NCBI: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast/ . Непосредственно на страницу поиска можно перейти по этой ссылке .

1. Поиск гипотетических гомологов изучаемого белка в разных БД.

Для поиска использовала запись моего белка в fasta-формате.

Таблица 1. Результаты поиска гипотетических гомологов белка xxxx_Ecoli

	Поиск по БД Swiss-Prot	Поиск по БД PDB	Поиск по БД "nr"
1. Лучшая находка
Идентификатор БД	PTHP_ECOLI	2JEL	NP_288977.1
E-value	2*10 ^-42	2*10 ^-43	5*10 ^-41
Вес (в битах)	169	169	169
% идентичности	100%	100%	100%
Найдены ли другие белки с теми же значениями E-value и веса в битах?	Найлено 5 таковых.PTHP_SALTY PTHP_ECO57 PTHP_ECOL6 PTHP_SALTI PTHP_SHIFL	Найдено 11. Например, 3EZE	Найдено 189. Например, NP_311314.1
2. Сколько хороших кандидатов в гомологи найдено?	19	24	366
2. "Худшая" находка (последняя в выдаче с E-value примерно 1.0)
Номер находки в списке описаний (Descriptions)	59	32	2106
Идентификатор БД	PTFX2_ECOLI	2ANR	ZP_03498462.1
E-value	0,98	4,4	8,6
Вес (в битах)	31,6	25,8	33,1
% идентичности	29%	44%	23%
% сходства	44%	66%	36%
Длина выравнивания	78	27	80
Координаты выравнивания (номера первых и последних а.о.)	Для pthp_ecoli 11-83, для ptfx2_ecoli 12-69	pthp_ecoli 57-83, 2ANR 149-175	2-81 и 14-93
% гэпов	10%	0%	0%

Удалось ли найти изучаемый белок в Swiss-Prot и "nr", а его структуру в PDB?
Да, во всех трех случаях. АС (ACCESSION) в Swiss-Prot - P0AA04, в "nr" - NP_288977, в PDB - 2JEL_P.
Cравните параметры выравнивания изучаемого белка с самим собой при поиске по разным БД и объясните различия.
Параметр E_value увеличивается или уменьшается в зависимости от того насколько соответственно больше или меньше в банках последовательностей и структур.
Cравните число потенциальных гомологов при поиске по разным БД и поясните причину различий.
Число гомологов различно, т.к в разных БД разное количество последовательностей и структур.
Cравните "худшие" находки при поиске по разным БД: совпадают ли они? если нет, то почему? какая из "худших" самая хорошая?
Как видно из данных талицы, они не совпадают. Это можно объяснить опять же разным количеством последовательностей и структур в разных БД. Из разной длины выравнивания вытекают разные значения для веса выравнивания, % идентичности и сходства. Самая хорошая из трех - находка из SwissProt с E-value 0,98.

2. Поиск гипотетических гомологов изучаемого белка с фильтром по таксонам

Моя задача была найти гипотетического гомолога в организме таксона как можно более филогенетически далекого от моего. Для этого было предложено перебрать таксоны в следующемпорядке: Homo sapiens, Archaea, Actinobacteria, Alteromonadales, Vibrionaceae (расположены в порядке приближения к E.coli). E value должен быть меньше 0,01. Первым белок был найден в таксоне Actinobacteria. На основании данных заполнила следующую таблицу.

	Homo sapiens,Archaea	Actinobacteria
Находка из филогенетически дальних от E.coli таксонов.
Наличие "хороших" гомологов(Descriptions)	Нет в базе SwissProt	Есть
Номер находки в списке описаний (Descriptions)	-	1
Идентификатор БД	-	PTHP_STRCO
E-value	-	2*10^-7
Вес (в битах)	-	49,3
% идентичности	-	30
% сходства	-	54
Длина выравнивания	-	84
Координаты выравнивания (номера первых и последних а.о.)	-	pthp_ecoli 1-83 PTHP_STRCO 1-84
% гэпов	-	1

3.Поиск белка по его фрагменту.

Для поиска взяла фрагмент, кторый уже использавала в первом задании 2 блока: >seq2 TFTITAETGIHARPATQLV
В результате был найден белок, содержащий эту последовательность и заполнена Таблица №3.

	Поиск по фрагменту	Поиск по полной последовательности
АС лучшей находки	PTHP_BACHD	PTHP_BACHD
E-value	3*10^-10	2*10^-42
Вес (в битах)	62,1	170
Найдены ли другие белки с теми же значениями E-value и веса в битах?	нет	нет

В отличии от выравнивания по фрагменту, выравнивание по полной последовательности имеет меньший e-value. По формуле E=l*L*K*e^-λS, где E - E.value, l - длина последовательности, L - объем банка, K и λ некоторые константы, зависящие только от используемой матрицы, S - вес выравнивания. Очевидно, что при увеличении веса выравнивания уменьшается E-value.

На последнем листе поиска нашла выравнивание изучаемого мною белка Pthp_ecoli и белка Pthp_bachd. Выглядит оно следующим образом:

 Здесь Query - белок pthp_bachd, а Sbjct - мой белок pthp_ecoli.

Query  1   MAEKTFTITAETGIHARPATQLVNKAGQYSSEITLEYKGKAVNLKSIMGVMSLGVGKGAQVTIKAEGSDEAEALKGIEEVIKE  83
           M ++  TITA  G+H RPA Q V +A  ++SEIT+   GK+ + KS+  + +LG+ +G  VTI AEG DE +A++ + +++ E    
Sbjct  1   MFQQEVTITAPNGLHTRPAAQFVKEAKGFTSEITVTSNGKSASAKSLFKLQTLGLTQGTVVTISAEGEDEQKAVEHLVKLMAE  83

Выравнивание, сделанное мною в работе "Пробные выравнивания", соответствует следующему фрагменту полученного выравнивания:

TFTITAETGIHARPATQLV
  TITA  G+H RPA Q 
EVTITAPNGLHTRPAAQF

Они совпадают.

4. Сравнение выравниваний, выданных программой BLASTP, с оптимальными глобальным и локальным выравниваниями.

Полученное выравнивание с помощью программы Blastp было построено при штрафах за гэп 11 и за продление гэпа 1. Ниже приведено это выравнивание.

 Query  1   MAEKTFTITAETGIHARPATQLVNKAGQYSSEITLEYKGKAVNLKSIMGVMSLGVGKGAQVTIKAEGSDEAEALKGIEEVIKE  83  
            M ++  TITA  G+H RPA Q V +A  ++SEIT+   GK+ + KS+  + +LG+ +G  VTI AEG DE +A++ + +++ E     
 Sbjct  1   MFQQEVTITAPNGLHTRPAAQFVKEAKGFTSEITVTSNGKSASAKSLFKLQTLGLTQGTVVTISAEGEDEQKAVEHLVKLMAE  83  
                                                                                                          
      (Query - pthp_bachd, Sbjct - pthp_ecoli.)

Выр.1

Также с помощью программы Putty я получила оптимальные глоольное и локальные выравнивания с параметрами штрафа за гэп 10 и продление гэпа 0,5.

Изображение глобального выравнивания:

Выр.2

Изображение локального выравнивания:

Выр.3

Выравнивания очень похожи, за исключением того, что выравниваие полученное программой Blastp (выр.1) и оптимальное локальное выравнивание (выр.3) имеют длину 83 построены для а.о. с 1 по 83 обоих белков. А оптимальное глобальное выравнивание (выр.2) построено естественно для всей длины обоих белков (длина выравнивания-87) с 1 по 85 а.о. для pthp_ecoli и с 1 по 87 а.о. для pthp_bachd.