Глобальное и локальное выравнивание аминокислотных последовательностей

Глобальное и локальное выравнивание аминокислотных последовательностей.

Матрицы переходов:

Глобальное выравнивание:

Здесь представлено глобальное выравнивание двух аминокислотных последовательностей. Первая, M-F-R-K, представляет собой 4 начальных аминокислотных остатка белка AQPZ_ECOLI. Вторая, Q-F-A-R-L, была получена из первой путем введения двух произвольных замен (M->Q; K->L) и одной вставки ( FR->FAR).
Выравнивание было построено с помощью матрицы переходов, параметры матрицы: вес совпадения = 2, вес замены = -1, штраф за делецию = -2.

Матрица переходов данного выравнивания
(темно-серым выделен оптимальный путь):

В итоге было получено следующее глобальное выравнивание, с весом, равным 0:

M F - R K . | | . Q F A R L

Локальное выравнивание:

Здесь находится локальное выравнивание двух аминокислотных последовательностей. Первая, M-F-R-K-L-A-A-E-C-, представляет собой 9 первых аминокислотных остатков белка AQPZ_ECOLI. Вторая, F-R-A-E-C, составлена из остатков под номерами 2, 3, 7, 8, 9 того же белка.
Выравнивание было построено с помощью матрицы переходов, параметры матрицы: вес совпадения = 2, вес замены = -1, штраф за делецию = -2.

Матрица переходов данного выравнивания
(синим выделен оптимальный путь, темно-серым - субоптимальный):

На основе этой матрицы было получено два локальных выравнивания - оптимальное, с весом, равным 6:

A E C | | | A E C

и субоптимальное с весом 4:

F R | | F R

Влияние параметров на глобальное выравнивание:

Ниже представлены два глобальных выравнивания построенных программой needle для белка AQPZ_ECOLI и последовательности thirdprot, искусственно "склеенной" из двух небольших фрагментов этого белка.
В первом случае были установлены следующие параметры: Gap opening penalty (штраф за открытие делеции) = 1; Gap extention penalty (штраф за продолжение делеции) = 1. В результате было получено выравнивание:

AQPZ_ECOLI 1 MFRKLAAECFGTFWLVFGGCGSAVLAAGFPELGIGFAGVALAFGLTVLTM 50 thirdprot 1 0 AQPZ_ECOLI 51 AFAVGHISGGHFNPAVTIGLWAGGRFPAKEVVGYVIAQVVGGIVAAALLY 100 |||||||||||| | :|| ||| || thirdprot 1 AVTIGLWAGGRF------G-LIA---GGI-----LY 21 AQPZ_ECOLI 101 LIASGKTGFDAAASGFASNGYGEHSPGGYSMLSALVVELVLSAGFLLVIH 150 :|| thirdprot 22 VIA 24 AQPZ_ECOLI 151 GATDKFAPAGFAPIAIGLALTLIHLISIPVTNTSVNPARSTAVAIFQGGW 200 thirdprot 25 24 AQPZ_ECOLI 201 ALEQLWFFWVVPIVGGIIGGLIYRTLLEKRD 231 thirdprot 25 24

с параметрами:

Length (длина выравнивания): 231 аминокисл. остаток
Identity (процент идентичности): 9.5%
Similarity (процент сходства): 10.4%
Gaps (число гэпов): 207 (Needle при подсчете учитывает концевые гэпы, поэтому реальное число гэпов - 15)
Score (вес выравнивания): 101.0

Во втором случае параметры были изменены на: Gap opening penalty = 10; Gap extention penalty = 1:

AQPZ_ECOLI 1 MFRKLAAECFGTFWLVFGGCGSAVLAAGFPELGIGFAGVALAFGLTVLTM 50 thirdprot 1 0 AQPZ_ECOLI 51 AFAVGHISGGHFNPAVTIGLWAGGRFPAKEVVGYVIAQVVGGIVAAALLY 100 |||||||||||| |::|..:|| thirdprot 1 AVTIGLWAGGRF---------------GLIAGGILY 21 AQPZ_ECOLI 101 LIASGKTGFDAAASGFASNGYGEHSPGGYSMLSALVVELVLSAGFLLVIH 150 :|| thirdprot 22 VIA 24 AQPZ_ECOLI 151 GATDKFAPAGFAPIAIGLALTLIHLISIPVTNTSVNPARSTAVAIFQGGW 200 thirdprot 25 24 AQPZ_ECOLI 201 ALEQLWFFWVVPIVGGIIGGLIYRTLLEKRD 231 thirdprot 25 24

Length (длина выравнивания): 231 аминокисл. остаток
Identity (процент идентичности): 7.8%
Similarity (процент сходства): 9.5%
Gaps (число гэпов): 207 ( 15)
Score (вес выравнивания): 78