учебный сайт Вероники Владыкиной

Множественное выравнивание последовательностей
на главную
1 семестр
2 семестр
проекты
официальный сайт ФББ

  1. Ознакомление с программой Muscle

    Мной был получен файл с последовательностями дельта-антигенов в fasta-формате. (скачать) . Полученный файл был импортирован в GeneDoc, где я попыталась вручную их выровнять: (скачать файл)

    Далее, используя программу muscle, я получила множественное выравнивание этих последовательностей в fasta-формате: (скачать fasta-формате)

    В общем-то глядя на невыровненные последоваельности достаточно просто увидеть большую часть консервативных участков. В пользу этого сввидеетельсвует то, что участки со 103 по 196 столбцы выравнивания я и muscle выровняли одинаково. Да и остальная часть моего выравнивания достаточно похожа на предложенное muscle, хоть некоторые группы мне всё-таки не удалось заметить.
    Это показывает преимущество множественного выравнивания перед парным: очевидность консервативных позиций.

  2. Выравнивание набора гомологов своего белка

    Для множественного выравнивания с моим белком с помощью BLASTp были выбраны следующие белки:

    1. IHFA_PHOLL E-value 2e-46, процент идентичности 90%
    2. IHFA_ALTMD E-value 9e-44, процент идентичности 84%
    3. IHFA_PASMU E-value 8e-35, процент идентичности 71%
    4. IHFA_NITMU E-value 9e-33, процент идентичности 68%
    5. IHFA_DICNV E-value 8e-31, процент идентичности 62%
    6. IHFA1_DECAR E-value 6e-27, процент идентичности 57%
    7. IHFA_POLSJ E-value 9e-25, процент идентичности 53%
    Было получено следующее выравнивание: (скачать в fasta-формате), (скачать в msf-формате)

    Итак, посмотрим на полученное muscle множественное выравнивание….
    Достаточно много консервативных остатков, но можно выделить такие протяженные участки:
    48-67 позиции выравнивания (48-67 ак остатки моего белка) – 9 остатков из 20 консервативны, 70-91 позиции выравнивания (70-91 ак остатки белка) – 16 из 22 консервативны. Есть и еще консервативные позиции. Есть консервативная пара TK (14-15 позиция выравнивания и 14-15 ак моего белка).
    Вообще возникают только сомнения насчет совпавших лейцинов в 48 и 97 позициях выравнивания (ак с теми же номерами в белке). Особенно последний случай, т.к. там вроде нет никакой «группировки» из консервативных остатков, а лейцин к тому же частая ак.

  3. Другие программы множественного выравнивания

    Mafft
    Теперь построим выравнивание для белков из предыдущего задания с помощью другой программы множественного выравнивания - mafft.
    Выходной файл в fasta-формате импортируем в GeneDoc. (скачать выравнивание)

    сравним выравнивание muscle и mafft.
    По сути, единственное, в чем они отличаются, это выравнивание начала последвательностей. А именно в muscle мы уже видим в 11 позиции выравнивания, что у всех белков, кроме одного в этой позиции метионин. Но, если посмотреть на начало этого выбившегося белка, то там тоже метионин. И если поставить в остальных белках гэп длиной 10 остатков в этом месте, что и делает mafft, то у нас появится консервативная позиция. По-видимому, muscle не делает этого из-за других значений штрафов за гэпы. В остальном же эти выравнивания идентичны.

    Edialign
    Выравнивание Edialign и Mafft полностью совпали, что опять же подтверждает важность найденной консервативной позиции. Думаю, следует сделать вывод, что иногда Mafft и Edialign чуть получше muscle.

  4. Знакомство с некоторыми программами обработки множественных выравниваний

    Consambig
    Насколько я понимаю, программа на основе заданного выравниваиня по сути составляет паттерн (хоть и не в классической записи), под который подходят все заданные последовательности.
    По выравниванию, полученному в предыдущем задании с помощью программы mafft, была составлена следующая последовательность: (скачать) 

    MefsvesletpXJTKXXXXXXJXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXLXXGXXXKJXGFG
XFXXRXKXXRPGRNPXTGEXXPXXARRVVXFXXXXXLXXXXXXXXxxXlkavXxX
    Такая последовательность отлично показывает нам местонахождение консервативных и полуконсервативный позиций.

    Distmat
    Эта программа составляет матрицу эволюционных расстояний между всеми парами белков, приведенных в заданном выравнивании. по заданному выравниванию от mafft, получена следующая матрица: (скачать) 

     
            1       2       3       4       5       6       7       8
          0.00   61.66   69.59   66.16   57.79   77.17   67.20   73.48
IHFA1_DECAR 1
                  0.00   56.15   16.97   45.73   39.28   17.17   68.49
IHFA_ALTMD 2
                          0.00   52.10   60.40   56.15   54.10   85.47
IHFA_DICNV 3
                                  0.00   45.73   37.60    8.66   70.89
IHFA_ECOLI 4
                                          0.00   48.23   39.28   61.99
IHFA_NITMU 5
                                                  0.00   39.28   85.47
IHFA_PASMU 6
                                                          0.00   69.59
IHFA_PHOLL 7
                                                                  0.00
IHFA_POLSJ 8
    Самое котороткое эволюционное расстояние мы наблюдаем между IHFA_ECOLI и IHFA_PHOLL, что подтверждает их большой процент идентичности и очень маленькое E-value.

    Plotcon
    Программа строит график, отражающий сходство ак остатков в различных позиуиях выравнивания. По тому же выравниванию получили следующий гафик (скачать)

    Как видно, график хорошо отражает окнсервативные участки. Особенно четко можно выделить два участка с наибольшим количеством пиков. примерно, с 55 по 65 и 70 по 95. Это примерно соответствует участкам с наибольшим числом консервативных остатков в этом выравниваии.
Владыкина 2008