Создание и применение ссылку для облегчения обсуждения и классификации белков в различные группы

Общая цель этой процедуры заключается в использовании стандартного программного обеспечения для работы с электронными таблицами для разработки эталона для дивергентных белков в группе, в которой отсутствуют согласованные критерии номенклатуры и классификации. Этот метод может помочь прояснить отношения между родственными белками, которые имеют запутанную или противоречивую номенклатуру, такими как цистеин-стабилизированное альфа-бета суперсемейство защитных пептидов, которое включает защитные силы беспозвоночных. Основное преимущество этой методики заключается в том, что она обеспечивает простое визуальное представление интересующих белков.

Для начала определите определяющие характеристики интересующей группы белков. Например, альфа-бета-сворачивание CS в структуре раствора защиты насекомых и помощи от phormia terraenovae определяет суперсемейство альфа-бета CS. Эта складка также включает в себя меньший мотив, называемый цистеин-стабилизированной спиралью, который идентифицируется CXXXC перед CXC.

Четыре цистеина образуют две дисульфидные связи. Чтобы завершить мотив CS альфа-бета, третья дисульфидная связь образуется дополнительной парой цистеинов. В конечном счете, очень важно знать, по крайней мере, некоторые важные особенности, связанные со структурой или функцией белка.

Без этого нет основы для генерации референции. Теперь занесите эти определяющие характеристики в таблицу. Используйте столбцы для сохранения объектов и для представления промежутков между этими объектами.

Столбцы должны быть достаточно широкими, чтобы вместить числа, и придайте им одинаковую ширину. В строках опишите последовательность. Чтобы обозначить последовательность в качестве функции, заполните поле функции цветом с помощью функции заливки.

Затем, чтобы указать расстояние между признаками, введите количество аминокислот в поле между ними. Теперь добавьте репрезентативные последовательности, которые ранее были установлены в качестве членов группы на основе структурных баз данных и опубликованных результатов. При необходимости добавьте признаки, которые могут определить подгруппу последовательностей, например, дополнительный цистеин.

Если в данной последовательности отсутствуют признаки, оставьте поле незаполненным и объедините его с рамками, представляющими промежуточные аминокислоты. Для этого у нас есть функция «Объединить и центрировать». После ввода репрезентативных последовательностей определите группы явно связанных последовательностей.

Затем обобщите характеристики этих групп. Если количество аминокислот между признаками варьируется, используйте дефис для обозначения диапазона или косую черту для обозначения нескольких конкретных чисел. При необходимости творчески комментируйте функции, которые могут быть актуальными или недостаточно распространенными для включения в справочник.

Например, поскольку цистеины играют важную роль в надсемействе, наличие дополнительных цистеинов может быть помечено. Иногда, при добавлении вновь идентифицированных последовательностей в таблицу, последовательности одного вида попадают в несколько разных групп надсемейства, например, для тихоходок. После завершения работы строки таблицы можно отсортировать, чтобы выделить вариации внутри вида или вариации между таксономическими группами.

В этой демонстрации используется свободно доступное программное обеспечение MEGA 6. Однако аналогичным образом можно использовать и другое программное обеспечение. Чтобы начать новую трассу, выберите «Изменить/построить трассу» на вкладке «Выравнивание».

Затем выберите Создать новое выравнивание в появившемся поле и нажмите OK. Затем выберите «Белок». Теперь выберите «Вставить последовательность из файла» в меню «Правка», чтобы импортировать последовательности. Последовательности должны быть в формате FASTA.

Цвета фона, отражающие различные типы аминокислот, отображаются по умолчанию и могут быть отключены с помощью переключателя в меню «Отображение». После ввода всех последовательностей нажмите на значок сгибающейся руки, а затем нажмите «Выровнять белок», чтобы выровнять последовательности с помощью мышечного алгоритма. Если сообщение, Ничего не выбрано для выравнивания.

Выберите все? всплывающее окно, нажмите OK. Некоторые параметры можно изменить во всплывающем окне, но для этой демонстрации будет достаточно значений по умолчанию. Теперь проверьте выравнивание на основе важных особенностей белкового суперсемейства.

На верхней полосе отображается звездочка в любом положении, при котором аминокислота полностью сохраняется. Первоначальное выравнивание идентифицирует три из четырех консервативных цистеинов. Одна последовательность явно смещена.

Чтобы исправить смещенную последовательность, выделите черточки и нажмите клавишу Delete, чтобы случайно не удалить аминокислоты. Затем переместите аминокислоты в нужное положение, добавив пробелы. После выравнивания последовательности вручную обратите внимание, что последний цистеин мотива CXXXC сохраняется по всему выравниванию.

Ручная настройка часто необходима, чтобы расставить приоритеты для наиболее важных функций последовательностей. Выравнивание по таблицам ранее созданного суперсемейства CS alpha-beta выявило пять основных закономерностей формирования связей. Недавно идентифицированные последовательности тихоходок попали в полный спектр этих паттернов.

Затем был проведен филогенетический анализ, чтобы изучить, как могла развиваться эта группа белков. Тем не менее, последовательности, как правило, короткие и сильно расходятся. Таким образом, получившиеся деревья были плохо разбиты и не давали большого понимания.

Выравнивание множественных последовательностей было оптимизировано с использованием эталона, но все еще было плохое разрешение в анализе максимального правдоподобия и в байесовском филогенетическом анализе. Большинство клад имели лишь низкий уровень поддержки. Тем не менее, пять небольших групп были поддержаны по крайней мере в одном из двух деревьев.

Последовательности с различным числом цистеинов в пределах таксономической группы могут быть более тесно связаны, чем последовательности с одинаковым рисунком из разных групп. После просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание того, как использовать программное обеспечение для работы с электронными таблицами для создания простой визуализации важных характеристик белка. При попытке выполнить эту процедуру важно помнить, что определение наиболее релевантных характеристик для группы белков часто является итеративным процессом, и, скорее всего, потребуется пересмотр эталона.

В электронную таблицу всегда можно добавить новые последовательности, а также легко иметь несколько версий, что позволяет добавлять новые функции, которые могут быть полезны для классификации и анализа. Несмотря на то, что выравнивание электронных таблиц позволяет легко визуализировать структурные и функциональные особенности, другие методы, такие как филогенетический анализ, могут быть выполнены для получения дополнительного представления об эволюционных отношениях.