Программа BLASTP

BLASTP

I. BLAST - инструмент для поиска по последовательности.

Задача – найти свою последовательность по фрагменту.

Создайте три файла:

file1.txt - произвольный участок аминокислотной последовательности вашего белка длиной 30 аминокислот

file2.txt - тот же самый участок аминокислотной последовательности, в который внесите три произвольные аминокислотные замены.

file3.txt - произвольный участок аминокислотной последовательности вашего белка длиной 10 аминокислот

С помощью программы BLASTP проведите поиск по банку данных UniProt для последовательности из файла file1.txt. Найдите в результирующем списке ваш белок. Определите порядковый номер, E-value, Score и занесите значения в файл отчета.

Повторите аналогичную процедуру для последовательности из файлов file2.txt и file3.txt. В кратком комментарии объясните полученные результаты.

II. BLAST - инструмент для поиска гомологов.

С помощью программы BLASTP проведите поиск гомологов вашего белка по банку данных UniProt. Нйдите в результатах:

a) наилучший хит

b) гомолог с наибольшим значением E-value (самый “далекий” гомолог)

c) негомолог с наименьшим значением E-value (самый “близкий” негомолог)

d) наихудшеий хит

III. Является ли BLAST инструментом для поиска ортологов?

С помощью программы BLASTP проведите поиск по банку данных UniProt для репрессора рибозного оперона RbsR из Bacillus subtilis. В первом приближении будем считать ортологами те последовательности в названии которых стоит слово RbsR. Проанализируйте список первых 20 хитов и дайте развернутый и обоснованный ответ на поставленный вопрос.

PSI-BLAST

I. Подготовка последовательности, для поиска гомологов

Получите из банка данных UniProt аминокислотную последовательность фактора инициации трансляции 1A, транскрибируемого с Y хромосомы человека. Сохраните последовательность в файле eIF1A.fasta в FASTA формате.

II. Поиск гомологов с помощью стандартной процедуры BLAST

Проведите поиск гомологов фактора инициации трансляции в банке данных UniProt с помощью программы BLASTP на сервере NCBI. Определите количество найденных гомологов в бактериях, археях и эукариотах. Результаты оформите в виде таблицы.

III. Итеративный поиск “далеких” гомологов

Проведите итеративный поиск гомологов фактора инициации трансляции с помощью программы PSI-BLAST. Для каждой итерации определите количество найденных гомологов в бактериях, археях и эукариотах, а так же E-value, соответствующее гомологу IF1A_PYRAB. Заполните таблицу 2 в файле отчета.

IV. Опишите свои наблюдения основываясь на полученных данных

1.  Что представляет собой первая итерация PSI-BLAST?

2.  Для решения каких задач нужно использовать PSI-BLAST?

3.  Как ведет себя E-value для IF1A_PYRAB при разных итерациях PSI-BLAST? Как можно объяснить такое поведение?

PROSITE

Упражнение 1. Составить паттерн по множественному выравниванию.

Рассмотрите множественное выравнивание Вашего белка и его ближайших ортологов, найденных при помощи Psi-Blast (7-10 штук) .Выберите участок, наиболее подходящий для построения паттерна. Скопируйте его в протокол (документ Word).

Постройте и запишите в протокол паттерн. Не стройте паттерн длиннее 30 символов. Обязательным условием является использование основных элементов синтаксиса:

[ALK] – разрешен один из 3-х остатков;

Х(3) – интервал в 3 любых остатка ;

{W} – запрет на один остаток (в данном примере, на остаток триптофана).

Подробнее о формате паттернов в PROSITE см. http://kr. expasy. org/tools/scanprosite/scanprosite-doc. html

Упражнение 2. Провести поиск по паттерну в банке данных UniProt.

Откройте главную страничку базы данных PROSITE (http://kr. expasy. org/prosite/)

Найдите гиперссылку «ScanProsite» и щелкните по ней.

Введите Ваш паттерн в правое окошко и щелкните по кнопке «START THE SCAN».

Ждите результата.

В протоколе надо ответить на следующие вопросы.

В скольких последовательностях найден мотив, удовлетворяющий паттерну?

Все ли последовательности из Вашего выравнивания найдены?

Нашлись последовательности с названием, явно отличающимся от названия Вашего белка? (Если да, то указать, с каким).

Любые другие интересные наблюдения, описанные в протоколе, будут оценены по достоинству.

Упражнение 3. Найти и описать все известные паттерны в Вашем белке.

Откройте главную страничку базы данных PROSITE (http://kr. expasy. org/prosite/)

Введите в нужное окошко AC или ID Вашего белка. Разрешите искать часто встречающиеся сайты и мотивы (снимите галочку). И нажмите кнопку «Quick Scan»

По результатам поиска в протоколе составьте следующую таблицу.

Известные сайты и мотивы в белке………………………(название Вашего белка)

Идентификатор документа PROSITE (AC)	Идентификатор документа с описанием мотива	Название мотива	Тип подписи (паттерн, профиль)	Паттерн (регулярное выражение)	Насколько подпись специфична?	Сколько мотивов нашлось в белке?
Например,
PS00008	PDOC00008	Сайт N-миристоилирования	паттерн	G-{EDRKHPFYW}-x(2)-[STAGCN]-{P}.	неспеци-фична	12

Упражнение 4.Опишите доменную структуру Вашего белка по данным PFAM

4.1.Определите, какие домены есть в Вашем белке. Поиск в базе данных PFAM ведите

по идентификатору UniProt Вашего белка. Опишите каждый из доменов.

4.2. Создайте с помощью программы RasMol изображение 3D-структуры Вашего белка в остовной модели, при этом разные домены раскрасьте разным цвет.

Сравните количество и длину фрагментов, найденных в Prosite и в PFAM.

Упражнение 5. Работа с документом интегрированной базы данных InterPro.

На домашней страничке InterPro найдите кнопку «Sequence Search», на открывшейся

страничке вставьте последовательность Вашего белка в формате FASTA в соответствующее окно.

Проследите, чтобы галочки стояли против всех предлагаемых способов поиска.

Среди найденных документов выберите первый в списке и откройте его.

  Определите, на основании каких подписей и из каких баз данных создана эта запись в InterPro.

  Определите, к какому числу белков и из каких таксонов относится данная запись.

  Определите имя и тип записи (что это, семейство, домен или сайт или??).

  Определите, есть ли у данной записи родственные записи (отношения parent/child, found in/contains)