Занятие 10

Первый этап: описание функциональных особенностей заданной группы.

Второй этап: создание множественного выравнивания доменов с разметкой по группам специфичности.

Создать хорошее множественное выравнивание доменов заданной группы белков (см. столбец "Общая работа").

Возьмем выравнивание эффекторсвязывающих доменов из БД PFAM.
Для этого определим доменную структуру белка-прототипа PurR_Ecoli.

Зеленым отмечен ДНК-связывающий домен, розовым - эффекторсвязывающий домен. Перейдем на страничку с описанием эффекторсвязываюего домена.Получим выравнивание всех доменов этого типа в формате FASTA. FASTA
Напишем скрипт, чтобы получить из полного выравнивания выравнивание доменов белков группы специфичности gntr (идентификаторы)


#!/bin/bash

for i in `cat gntr`; do

grep -A 20 ${i} PF00532_full.fasta >> PF00532_full.ali

done


Выравнивание доменов

Создать единое множественное выравнивание заданных доменов всех групп специфичности (см.столбец "Для исследования").

Получим из полного выравнивания выравнивание доменов белков группы специфичности purr (идентификаторы)
В файле purr оказались AC, в UniProt нашла их id, сохраненные в файле (идентификаторы)
Напишем скрипт:

#!/bin/bash

for i in `cat purr_id`; do

grep -A 20 ${i} PF00532_full.fasta >> PF00532_full_2.ali

done


Выравнивание доменов
Выравнивание заданных для исследования доменов импортировала в Genedoc и объявила его последовательности новой группой (кнопка меню "Groups=>Edit sequence groups"). Назвала группу именем группы специфичности purr. Задала цвет для маркировки последовательностей этой группы (розовый).
Затем последовательно добавляла по одному выравниванию доменов с разной специфичностью (кнопка "S").
Получила раскраску по группам (меню "Groups"), наиболее наглядно иллюстрирующую различия между группами.
Выравнивание доменов
Картинка с раскрашенным выравниванием
Картинка

Создайте лого-изображения полного выравнивания заданных доменов и выравнивания доменов заданной группы специфичности.

Используйте ресурс WebLogo.
лого-изображения полного выравнивания доменов заданной группы специфичности purr
Картинка
лого-изображения полного выравнивания
Картинка

Поиск белка заданной группы в протеоме.


Добавим веса в выравнивание можно с помощью pwf из пакета PFTOOLs:

pfw -m PF00532_full_2.ali > PF00532.weighted.ali


Построим профиль:

pfmake -m PF00532.weighted.ali /usr/share/pftools23/blosum45.cmp > myprofile.prf


Нормируем профиль относительно случайной базы:

autoscale -m myprofile.prf > myprofile.scaled.prf

pfsearch -f myprofile.scaled.prf Pantoea.fasta > pantoea.search

Найдено 2 находки
2
1729
Выровняем последовательности двух находок и группы специфичности purr программой muscle

muscle -in all.fasta -out out_all.fasta 


выравнивание
выравнивание в msf формате
Картинка с выравниванием:

Красным отмечены названия последовательностей группы специфичности purr и их консервативные позиции. Черным отмечены позиции, консервативные во всем выравнивании.
Чтобы ответить на вопрос, могут ли найденные белки содержать эффекторсвязывающий домен группы специфичности purr, обратимся к PDB и выясним, какие остатки важны для связывания домена с эффектором гипоксантином.(PDBid 1BDH ). Нашли его эффектор- гипоксантин (hpa). В RasMol посмотрим, с какими а.к. взаимодействует гипоксантин.

restrict none
select within (4.0,hpa)
cpk 70
wireframe 50



На картинке в центре-гипоксантин, по периметру- аминокислоты и вода, которую не учитывала


В GeneDoc показано, что две аминокислоты важны для связывания с гипоксантином:

SER 91 и ARG 302


выравнивание с выделенными желтым аминокислотами Ser, Arg
Картинка с выравниванием (желтым выделены а.к., важные для связывания с эффектором)


Таким образом, нашлись а.к, важные для связывания с эффектором в выравнивании двух находок в протеоме 2 и 1729 с группой специфичности purr.Т.е два найденных белка в протеоме Pantoea содержат эффекторсвязывающий домен группы специфичности purr.