BIOINFORMATIKA

 

Kontrolinis darbas Nr.3

 

Tema: Homologų paieška PSI-BLAST metodu

 

Darbo užduotis: atlikti šablonų, tinkamų pasirinkto baltymo ervinės struktūros modeliavimui paiešką BLAST bei PSI-BLAST metodų pagalba. Ištirti homologų paieškos PSI-BLAST metodu etapus.

 

Darbo etapai:

1. 

Naudojant įprastinį BLAST metodą paieškoti šablonų, tinkamų pasirinkto baltymo molekulės erdvinės struktūros modeliavimui. (paieškai pasirinkite PDB duomenų banką, atsitiktinio panašumo tikimybė turėtų neviršyti 0.01 (Expect threshold; E-value)). Pakomentuokite gautus rezultatus (jei šablonų nepavyko rasti: kaip tai galėtumėte pakomentuoti? Jei šablonus pavyko identifikuoti: Kokia surastų šabloninių baltymų funkcija? Ar šablonai giminingi pasirinktam baltymui pagal vykdomą ląstelėje funkciją? Ką galėtumėte pasakyti apie sekų panašumo įverčius? Ar yra išskirtinai didelio panašumo šablonų? Gal yra dar kas nors, kas jūsų manymu paminėtina komentuojant gautus rezultatus? .

2. 

Homologų paieškos, atliktos PSI-BLAST metodu pasirinktam baltymui, kiekybinė analizė. Optimalaus iteracijų skaičiaus nustatymas. Šiame etape atlikite homologų paieškos PSI-BLAST metodu iteracijas (pakartojimus). Kiekvienos iteracijos metu išsaugokite sąrašą homologų, kurie bus panaudojami sekų panašumo profilio (angl. PSSM; position specific scoring matrix) sudarymui. Nuo antros iteracijos išsaugokite ir panašumo profilius (tolimesniame darbo etape prireiks tik vieno iš jų – o būtent profilio sudaryto atlikus optimalų iteracijų skaičių, tačiau optimali iteracija jums paaiškės tik vėliau, atlikus pakankamai daug iteracijų. Taigi išsisaugojus visus profilius jūs jau būsite pasiruošę bet kuriam rezultatui). Vykdant homologų paieškos iteracijas stebėkite homologų skaičiaus kitimą. Pageidautina atlikti bent 15 iteracijų, tačiau jei pastebite, kad homologų sąrašas nebekinta (nėra „new“ žodeliu pažymėtų homologų ir gaunamas tas pats homologų skaičius) – iteravimą nutraukite. Tuo atveju, kai homologų skaičius yra didelis ir rezultatų parsisiuntimas vyksta lėtai – tyrimą susiaurinkite iki 10-ties iteracijų. Optimalia iteracija vadinsime pirmąją, ties kuria homologų skaičius nusistovi. Tuo atveju, kai pastovi reikšmė nepasiekiama ir stebimas periodinis kitimas apie tam tikrą homologų skaičių – optimali iteracija bus pirma artimiausia homologų skaičiaus vidurkiui šiame apie homologų skaičiaus vidurkį svyruojančių iteracijų intervale. Jei vistik homologų skaičius pastoviai kyla vykdant iteracijas – optimalia iteracija gali būti laikoma ta, ties kuria yra išskirtinai mažesnis homologų skaičiaus prieaugis arba iteracija nr.5 (PSI-BLAST ekspertų siūlymas apibendrintai).

3p. 

Homologų paieškos, atliktos PSI-BLAST metodu pasirinktam baltymui, kokybinė analizė. Sudarykite bendrą visų homologų, kuriuos identifikavote bet kurios iteracijos metu, sąrašą. Ištirkite, kurių iteracijų metu buvo identifikuotas kiekvienas iš homologų, suraskite tuos homologus, kurie yra visų iteracijų homologų sąrašuose. Kurią dalį jie sudaro optimaliosios iteracijos homologų sąraše? Kaip atrodo pagal šį parametrą gretimos iteracijos? Galbūt optimalia iteracija reiktų pasirinkti kitą žvelgiant į kokybinės analizės rezultatus? Atkreipkite dėmesį į staigius/ryškius homologų skaičiaus šuolius (nesvarbu didėja ar mažėja). Ką galite pasakyti apie baltymų, kurie prisidėjo (tuo atveju kai stebimas staigus homologų skaičiaus kilimas) arba buvo atmesti (tuo atveju kai stebimas staigus kritimas) funkcinį skirtingumą lyginant su pasirinktuoju baltymu (ar stabiliąja baltymų grupe, kurios atstovai išlieka homologų sąraše visų iteracijų metu).

4. 

Atlikite šablonų, tinkamų pasirinkto baltymo molekulės erdvinės struktūros modeliavimui, paiešką PSI-BLAST metodu naudojant optimalios iteracijos panašumo profilį, gautą 2 etape. Palyginkite rezultatus su 1-ame etape gautaisiais. Ar žvelgiant į šiuos rezultatus galite padaryti išvadą, kad PSI-BLAST metodas yra jautresnis, selektyvesnis nei BLAST? Kokie rezultatų aspektai tai parodo? (pakomentuokit homologų skaičiaus skirtumus ar/ir sekų panašumo įverčius).

5p 

Pasiūlyti būdus, procedūras įgalinančius padidinti homologų paieškos selektyvumą ir/ar gaunamų rezultatų patikimumą pasirinkto baltymo analizės metu. Gal galite pademonstruoti pavyzdžiais?

3p ir 5p nėra privalomi, papildomiems vertinimo taškams sukaupti (bus panaudoti užpildant tobulumo spragas pagrindinėje dalyje (1, 2, 4))

 

Rekomendacijos, komentarai, detalės:

1. 

Pirmiausia surinkite visus reikiamus rezultatus - PDB BLAST homologus (viename Excel lakšte), homologus kiekvienoje PSI-BLAST iteracijoje (iteracijų rezultatai - atskiruose Excel lakštuose), PSI-BLAST panašumo profilius. Tik tada pradėkit rezultatų tvarkymą ir aprašinėjimą.

2. 

3. 

4. 

5p. 

Turima omenyje homologų paieška PSI-LAST metodu. Įvesties parametrų keitimas, papildomų įvesties parametrų panaudojimas ir kita

 

    Naudingos nuorodos: BLAST/PSI-BLAST

 

    This page was last updated on 11/17/09.