Янков М.К., 1 курс ФББ, занятие 13, 04.05.2006

PSI-BLAST

 

Поиск гомологов белка LGB1_LUPLU (P02239) в BLASTP

На сайте BlastP мною был произведен поиск гомологов несложно угадать какого белка со следующими параметрами:

Учет особенностей аминокислотного состава (Compositional adjustments) - Без учета особенностей (No Adjustment).

Фильтрование областей низкой сложности (Low complexity filter) - Включен (там галочка стоит)

Максимальное значение E-Value (Expect) - 10

Максимальное количество находок (Number of descriptions)- 1000

База данных - Swissprot.

Всего я получил 117 находок из 79 организмов, в том числе из 43 эукариотов: 48 хитов из покрытосеменных, 1из Бриофита, 26 хитов на 16 организмов билатеральных животных, 4 хита на три аскомицета, и 36 бактериальных хитов.

Статистика по таксономии приведена в файле taxonomy.txt.

Результаты поиска приведены в Таблица 1.

 

Поиск гомологов белка LGB1_LUPLU (P02239) в PST-BLAST

На этот раз поиск производился на странице PSI-BLAST с теми же параметрами. Результаты приведены в Таблица 2.

 

Psi-blast составляет профили автоматически, и думаю, что он хорошо подходит для поиска функциональных гомологов из далеких таксонов [М.К.1] статистическими методами. Думаю, что больше можно написать для каждой конкретной ситуации. Первая итерация поиска по этой базе данных представляет собой просто поиск по blastp, но в результате мы получаем, как, например, в упр.2, наиболее функционально походящих на исходный белок. В данном конкретном случае, задав в качестве исходного белка бактериальный функциональный аналог гемоглобина, у человека, например, в качестве результата я получил гемоглобин (правда, эмбриональный вариант, но сути это не меняет). В процессе поиска находки с высоким E-value, естественно, значительно влияли на профиль, поэтому этот профиль и позволял им оставаться высоко, но если на следующей итерации профилю, образованному огромным множеством последовательностей в данном организме больше подходила уже другая последовательность, то лидер менялся.

В программе есть возможность ручного выбора основы для профиля. Если выбирать последовательности из всех таксонов, то профиль будет в большей степени учитывать эволюционную вариативность; если же строить профиль на конкретном таксоне, то он он будет лучше работать для поиска в конкретно этом таксоне, но если искать с помощью него в других таксонах, то хаоса и непорядка будет существенно больше.

Что касается найденных белков, то у человека (по крайней мере, у найденных белков) с гемом контактируют 63 и 92 гистидины; в белке, найденном у кишечной палочки - один 85 гистидин (он вообще существенно отличается, т.к. связывается еще и с NAD), в исходном - 63 и 97 гистидины, что еще более подчеркивает сходство иходного белка и человеческого. К слову, человеческая последовательность, найденная Blastp, вообще не имеет отношения к гемам или чему-то подобному - CRNL1_HUMAN принимает участие в сплайсинге предшественников матричных РНК.

Итогом работы можно считать собственно профиль, сохраненный в pssm.txt. Чтобы впоследствии им воспользоваться, надо скопировать этот текстовый фрагмент в соответствующее поле web-интерфейса программы, в поле Query можно скопировать или его же, или идентификатор белка, такой же, как и в прошлый раз (что будет, если скопировать туда идентификатор совершенно другого белка, мне самому интересно), остальные опции можно задать так, как требуется в этот раз.

Таблица 1. Поиск гомологов белка LGB1_LUPLU (P02239) в БД SwissProt

	Кол-во	E-value лучшей находки	Название лучшей находки (ID )	% идентичности	Длина выравнивания
Всего находок	117	5∙10-82	LGB1_LUPLU	100%	154
В бактериях (Bacteria)	36	10-6	HMP_RHIME	29%	117
В Escherichia coli K-12	0
В животных (Metazoa)	26	2∙10-6	NGB_BRARE	25%	141
В человеке	3	5,8	CRNL1_HUMAN	28%	78

Таблица 2. Итерационный поиск гомологов LGB1_LUPLU (P02239) в БД SwissProt с помощью программы PSI-BLAST.

Номер итерации	Бактерии		Животные		Характеристика лучшей находки среди белков
	Кол-во	Новые	Кол-во	Новые	Escherichia coli, K-12				Homo sapiens sapiens
					Название	E-value	% идентичности	Длина выравнивания	Название	E-value	% идентичности	Длина выравнивания
1	36	+	26	26	нет				CRNL1_HUMAN	5,8	28%	78
2	50	+	673	+	HMP_ECO57	10-29	20%	148	NGB_HUMAN	2∙10-19	21%	143
3	47	-	890	+	HMP_ECO57	6∙10-28	20%	148	HBG2_HUMAN	8∙10-45	18%	150
4	52	-	896	+	HMP_ECO57	2∙10-22	20%	148	HBE_HUMAN	5∙10-54	17%	154
5	52	-	894	-	HMP_ECO57	2∙10-22	19%	143[М.К.2]	HBE_HUMAN	7∙10-54	17%	154