第七章序列比对和数据库搜索 页码,4/2 Q 蛋白质的模块性质 许多蛋白质在全程范围内并不具有相似性,但却似乎是由众多的模块结构域搭建而成。图7.3 描述了这样的一个例子,如图所示的是在血凝过程中的两种蛋白的组成结构,它们是凝血因 子Ⅺl(F12)和组织型血纤蛋白溶酶原活化因子(PLAT),除了具有丝氨酸蛋白酶活性的催 化结构域,这两种蛋白还具有不同数量的其它结构域单元,包括两种纤连蛋白重复,一个类 似于上皮生长因子的结构域以及一个成为“ kringle”域的单元。这些组分可以以不同顺序反 复出现,组分形式的不同通常是由于整个外显子交换引起的。由于全程比对建立时,基因的 外显子/内含子结构还没有被发现,因此全程比对并没有顾及到上述现象的重要性,这是可以 理解的。在大多数情况下,使用局部比对是较为合理的,这种比对方法可能会揭示一些匹配 的序列段,而本来这些序列段是被一些完全不相关联的残基所淹没的,因此,操作者应该明 白,如果不恰当地使用了全程比对,很可能会掩埋一些局部的相似性。设计局部比对的另外 个很明显的原因就是在比较一个拼接后的mRNA和它的基因序列时,每个外显子都应该进行 局部比对。 图7.3、血凝过程中的两中蛋白的模块结构:人类组织血纤蛋白溶酶原活化因子以及凝血因 X的模块结构的示意图。标记为 Catalytic的模块在若干种凝血蛋白中是常见的,F1和F2是 较为常见的重复模块,首先在纤连蛋白中被发现。E模块同表皮生长因子极为类似。通常称 为" Kringle domain”的模块被标记为。 点阵描述方法之所以广泛流行,其部分原因就在于它能够揭示出拥有多个局部相似性的复杂 关系,图7.4就是应用这种处理后的一个例子。图中F12和PAT蛋白质序列使用D0TER程序进 行比较(软件可见本章结尾列表),其基本思路就是把两个序列分别作为一个二维坐标系中 的两个坐标轴,在这个坐标系区域内,如果某一点所对应的横轴坐标和纵轴坐标所对应的两 条序列的残基相同,则在这个位置上打上标记点,每个点通常都表示在一些小窗口中,序列 相似性高于其它一些隔绝的区域(或者由D0TTER程序定义的隔绝区域,由不同的灰色阴影标 记)。如果两个序列在一段区域内很相似,标记点将会连成一条斜线段,将这些线段的位置 同图7.3中两个蛋白的已知的组成结构相比较是很有价值的,特别是要注意连续反复出现的结 构域的出现方式。从PLAT的 kri ngl e结构域开始水平扫描,可以发现两条线段对应于F12序列 中的两个 kringle结构域,虽然现在我们已经拥有许多更复杂更精确的方法来寻求局部相似性 (下面将会讨论),点阵描述方法仍然是一个很流行很有效的描述方法 图7.4、点阵序列比较:对人类凝血因子(F12:Swss- Prot p00748)和组织血纤蛋白溶 酶原活化因子(PLAT:SWss- Prot p00750)的氨基酸序列进行打点比较。这个图由 DOTTER程 序( Sonnhammer and durbar,19%)产生。 在点阵描述方法中,某些形式的点可能会勾勒出一定的路径,但这需要操作者通过这些信息 进行推理,另外一个图形描述方法即路径郾提供了更直接明了的比较结果,图7.5描述了PL AT和PLAU中与EGF相似的结构域之间进行比较时的比对、点阵和路径图三种方法的 关系。 file://E:wcb生物信息学(中译本)\第七章序列比对和数据库搜索.htm 2005-1-18㲟ⱑ䋼ⱘ῵ഫᗻ䋼 䆌໮㲟ⱑ䋼೼ܼ⿟㣗ೈݙᑊϡ݋᳝ⳌԐᗻˈԚैԐТᰃ⬅ӫ໮ⱘ῵ഫ㒧ᵘඳᨁᓎ㗠៤DŽ೒7.3 ᦣ䗄њ䖭ḋⱘϔϾ՟ᄤˈབ೒᠔⼎ⱘᰃ೼㸔ޱ䖛⿟Ёⱘϸ⾡㲟ⱑⱘ㒘៤㒧ᵘˈᅗӀᰃޱ㸔಴ ᄤXII˄F12˅੠㒘㒛ൟ㸔㑸㲟ⱑ⒊䝊ॳ⌏࣪಴ᄤ˄PLAT˅ˈ䰸њ݋᳝ϱ⇼䝌㲟ⱑ䝊⌏ᗻⱘڀ ࣪㒧ᵘඳˈ䖭ϸ⾡㲟ⱑ䖬݋᳝ϡৠ᭄䞣ⱘ݊ᅗ㒧ᵘඳऩܗˈࣙᣀϸ⾡㑸䖲㲟ⱑ䞡໡ˈϔϾ㉏ ԐѢϞⲂ⫳䭓಴ᄤⱘ㒧ᵘඳҹঞϔϾ៤Ў“kringle”ඳⱘऩܗDŽ䖭ѯ㒘ߚৃҹҹϡৠ乎ᑣড ໡ߎˈ⦃㒘ߚᔶᓣⱘϡৠ䗮ᐌᰃ⬅ѢᭈϾ໪ᰒᄤѸᤶᓩ䍋ⱘDŽ⬅Ѣܼ⿟↨ᇍᓎゟᯊˈ෎಴ⱘ ໪ᰒᄤݙ৿ᄤ㒧ᵘ䖬≵᳝㹿থ⦄ˈ಴ℸܼ⿟↨ᇍᑊ≵᳝乒ঞࠄϞ䗄⦄䈵ⱘ䞡㽕ᗻˈ䖭ᰃৃҹ ⧚㾷ⱘDŽ೼໻໮᭄ᚙމϟˈՓ⫼ሔ䚼↨ᇍᰃ䕗Ўড়⧚ⱘˈ䖭⾡↨ᇍᮍ⊩ৃ㛑Ӯᧁ⼎ϔѯऍ䜡 ⱘᑣ߫↉ˈ㗠ᴀᴹ䖭ѯᑣ߫↉ᰃ㹿ϔѯᅠܼϡⳌ݇㘨ⱘ⅟෎᠔⏍≵ⱘˈ಴ℸˈ᪡԰㗙ᑨ䆹ᯢ ⱑˈབᵰϡᙄᔧഄՓ⫼њܼ⿟↨ᇍˈᕜৃ㛑Ӯ᥽ඟϔѯሔ䚼ⱘⳌԐᗻDŽ䆒䅵ሔ䚼↨ᇍⱘ঺໪ ϔϾᕜᯢᰒⱘॳ಴ህᰃ೼↨䕗ϔϾᣐ᥹ৢⱘmRNA੠ᅗⱘ෎಴ᑣ߫ᯊˈ↣Ͼ໪ᰒᄤ䛑ᑨ䆹䖯㸠 ሔ䚼↨ᇍDŽ ೒7.3ǃ㸔ޱ䖛⿟ЁⱘϸЁ㲟ⱑⱘ῵ഫ㒧ᵘ˖Ҏ㉏㒘㒛㸔㑸㲟ⱑ⒊䝊ॳ⌏࣪಴ᄤҹঞޱ㸔಴ᄤ XIIⱘ῵ഫ㒧ᵘⱘ⼎ᛣ೒DŽᷛ䆄ЎCatalyticⱘ῵ഫ೼㢹ᑆ⾡ޱ㸔㲟ⱑЁᰃᐌ㾕ⱘˈF1੠F2ᰃ 䕗Ўᐌ㾕ⱘ䞡໡῵ഫˈ佪ܜ೼㑸䖲㲟ⱑЁ㹿থ⦄DŽ(῵ഫৠ㸼Ⲃ⫳䭓಴ᄤᵕЎ㉏ԐDŽ䗮ᐌ⿄ Ў”Kringle domain”ⱘ῵ഫ㹿ᷛ䆄Ў.DŽ ⚍䰉ᦣ䗄ᮍ⊩П᠔ҹᑓ⊯⌕㸠ˈ݊䚼ߚ಴ॳህ೼Ѣᅗ㛑໳ᧁ⼎ߎᢹ᳝໮Ͼሔ䚼ⳌԐᗻⱘ໡ᴖ ݇㋏ˈ೒7.4ህᰃᑨ⫼䖭⾡໘⧚ৢⱘϔϾ՟ᄤDŽ೒ЁF12੠PLAT㲟ⱑ䋼ᑣ߫Փ⫼DOTTER⿟ᑣ䖯 㸠↨䕗˄䕃ӊৃ㾕ᴀゴ㒧ሒ߫㸼˅ˈ݊෎ᴀᗱ䏃ህᰃᡞϸϾᑣ߫߿ߚ԰ЎϔϾѠ㓈തᷛ㋏Ё ⱘϸϾതᷛ䕈ˈ೼䖭Ͼതᷛ㋏ऎඳݙˈབᵰᶤϔ⚍᠔ᇍᑨⱘ῾䕈തᷛ੠㒉䕈തᷛ᠔ᇍᑨⱘϸ ᴵᑣ߫ⱘ⅟෎Ⳍৠˈ߭೼䖭Ͼԡ㕂ϞᠧϞᷛ䆄⚍ˈ↣Ͼ⚍䗮ᐌ䛑㸼⼎೼ϔѯᇣにষЁˈᑣ߫ ⳌԐᗻ催Ѣ݊ᅗϔѯ䱨㒱ⱘऎඳ˄៪㗙⬅DOTTER⿟ᑣᅮНⱘ䱨㒱ऎඳˈ⬅ϡৠⱘ♄㡆䰈ᕅᷛ 䆄˅DŽབᵰϸϾᑣ߫೼ϔ↉ऎඳݙᕜⳌԐˈᷛ䆄⚍ᇚӮ䖲៤ϔᴵ᭰㒓↉ˈᇚ䖭ѯ㒓↉ⱘԡ㕂 ৠ೒7.3ЁϸϾ㲟ⱑⱘᏆⶹⱘ㒘៤㒧ᵘⳌ↨䕗ᰃᕜ᳝Ӌؐⱘˈ⡍߿ᰃ㽕⊼ᛣ䖲㓁ড໡ߎ⦃ⱘ㒧 ᵘඳⱘߎ⦃ᮍᓣDŽҢPLATⱘkringle㒧ᵘඳᓔྟ∈ᑇᠿᦣˈৃҹথ⦄ϸᴵ㒓↉ᇍᑨѢF12ᑣ߫ ЁⱘϸϾkringle㒧ᵘඳˈ㱑✊⦄೼៥ӀᏆ㒣ᢹ᳝䆌໮᳈໡ᴖ᳈㊒⹂ⱘᮍ⊩ᴹᇏ∖ሔ䚼ⳌԐᗻ ˄ϟ䴶ᇚӮ䅼䆎˅ˈ⚍䰉ᦣ䗄ᮍ⊩ҡ✊ᰃϔϾᕜ⌕㸠ᕜ᳝ᬜⱘᦣ䗄ᮍ⊩DŽ ೒7.4ǃ⚍䰉ᑣ߫↨䕗˖ᇍҎ㉏ޱ㸔಴ᄤXII˄F12˖Swiss-Prot P00748˅੠㒘㒛㸔㑸㲟ⱑ⒊ 䝊ॳ⌏࣪಴ᄤ˄PLAT˖Swiss-Prot P00750˅ⱘ⇼෎䝌ᑣ߫䖯㸠ᠧ⚍↨䕗DŽ䖭Ͼ೒⬅DOTTER⿟ ᑣ˄Sonnhammer and durban,1996˅ѻ⫳DŽ ೼⚍䰉ᦣ䗄ᮍ⊩Ёˈᶤѯᔶᓣⱘ⚍ৃ㛑Ӯߎࢦ࣒ϔᅮⱘ䏃ᕘˈԚ䖭䳔㽕᪡԰㗙䗮䖛䖭ѯֵᙃ 䖯㸠᥼⧚ˈ঺໪ϔϾ೒ᔶᦣ䗄ᮍ⊩े䏃ᕘ೒ᦤկњ᳈Ⳉ᥹ᯢњⱘ↨䕗㒧ᵰˈ೒7.5ᦣ䗄њˬ˨ ˝˰੠ˬ˨˝˱ЁϢˡˣˢⳌԐⱘ㒧ᵘඳП䯈䖯㸠↨䕗ᯊⱘ↨ᇍǃ⚍䰉੠䏃ᕘ೒ϝ⾡ᮍ⊩ⱘ ݇㋏DŽ ㄀ϗゴᑣ߫↨ᇍ੠᭄᥂ᑧ᧰㋶ 义ⷕˈ4/28 file://E:\wcb\⫳⠽ֵᙃᄺ˄Ё䆥ᴀ˅?㄀ϗゴᑣ߫↨ᇍ੠᭄᥂ᑧ᧰㋶.htm 2005-1-18 Click to buy NOW! PDF-XCHANGE www.docu-track.com Click to buy NOW! PDF-XCHANGE www.docu-track.com