生物信息学2016-9-序列比对.ppt

人RBP4蛋白和小鼠RBP4蛋白为直系同源蛋白，且序列相似性比较高，适合进行全局序列比对 * ALN格式为CLUSTAL的原始输出格式。每组序列比对行的最后一行给出序列的匹配程度，型号“*”表示对齐的该序列中所有的氨基酸残基或核酸均相同，冒号“:”表示该序列有保守的替换，点号“.”表示该序列具有半保守的替换。 * Liaoning University Bioinformatics Liaoning University Bioinformatics 生物信息学 Life Science School Hongsheng Liu Prof. 第三章：序列比对 序列比对的基本概念 打分矩阵 序列比对算法 序列比对软件使用方法介绍 序列比对软件使用方法介绍 一致性：一致性指两个序列相同的程度。 保守性：某一氨基酸残基或序列的改变（突变）保持了原始氨基酸残基的物理化学特征，那么这个突变就是保守的。 相似性：相似性表示序列之间相关联的程度。与一致性比较相似性进一步考虑了发生保守突变的氨基酸的数目，即考虑了相似氨基酸的数目。 同源性：如果两个序列是来源于一个共同的祖先，那么他们是同源的。 内容回顾 匹配：竖线（|） 相似：双点（:） 较弱的相似：单点（.） 空位：短横线（-） 不相似的替换：空白 序列比对结果的表示方法 两序列进行比对，通常使一个得分矩阵（scoring matix）来计算比对的分值，以得到一个评价优劣的标准。 核酸的得分矩阵：等价矩阵、BLAST矩阵…… 蛋白质的得分矩阵：等价矩阵、PAM矩阵、BLUSOM矩阵 存在空位（Gap）是要进行空位罚分（Gap penalty） 序列比对常用软件使用方法 点阵法： http://myhits.isb-sib.ch/cgi-bin/dotlet 动态规划算法: 全局序列比对：Needleman-Wunsch算法 http://www.ebi.ac.uk/Tools/psa/emboss_needle/ 局部序列比对：Smith-Waterman算法 http://www.ebi.ac.uk/Tools/psa/emboss_water/ 双序列比对常用软件 全局比对：对序列从头到尾进行比较。试图使尽可能多的字符在同一序列中匹配。全局比对适用于相似度较高而长度相近的序列。 例子1：使用Needleman-Wunsch算法对人RBP4蛋白和小鼠RBP4蛋白进行全局比对 首先在UNIPROT数据库（ /）中下载人RBP4蛋白（P02753）和小鼠RBP4蛋白（Q00724）的氨基酸序列 然后打开Needleman-Wunsch算法程序（Needle）的在线服务器网址 把人RBP4序列和小鼠RBP4序列分别粘贴到两个文本框中 如果需要可以调整比对的参数，如：得分矩阵，空位罚分等 然后提交 具体步骤： 粘贴序列 粘贴序列 修改参数 提交 人RBP4蛋白和小鼠RBP4全局序列比对结果 一致性 相似性 空位 得分 序列比对结果 局部比对：寻找序列中相似度最高的区域，也就是匹配密度最高的部分。局部比对适用于某些部位相似度较高，而其他部位差异较大的序列。 例子2：使用Smith-Waterman算法对人RBP4蛋白和人lipocalin1蛋白进行局部比对 首先在UNIPROT数据库中下载人RBP4蛋白（P02753）和人lipocalin1蛋白（P31025）的氨基酸序列 然后打开Smith-Waterman算法程序（Water）的在线服务器网址 把人RBP4序列和人lipocalin1蛋白序列分别粘贴到两个文本框中 如果需要可以调整比对的参数，如：得分矩阵，空位罚分等 然后提交 具体步骤： 人RBP4蛋白和人lipocalin1蛋白局部比对结果 比对不是从第一个氨基酸开始的，也不是到最后一个氨基酸结束，而是找出了相似性最高的一部分（局部比对） 全局比对结果 多序列比对，实际上是一组蛋白质之间的一系列的双序列比对。 与双序列比对相比，多序列比对更能发现进化保守关系信息。 在双序列比对中出现的相同的氨基酸残基，虽然在两条序列上是保守的，但这种保守可能只是偶然的。 而如果某一位点在多序列比对的都出现了相同的氨基酸残基，则说明该残基是进化保守的可能性更大。 多序列比对 序列分别为鸡、小鼠、人、猪和牛的RBP4蛋白 使用了Clustal Omega软件 通过多序列比对可以发现RBP4蛋白中的大部分氨基酸残基在多个哺乳动物中都保守。 序列分别为人的载脂蛋白D，人视黄醇结合蛋白4，孕激素相关子宫内膜蛋白，补体8（γ肽）， lipocalin1，人气味结合蛋白2A， α-1微球蛋白，嗜中性明胶酶相关蛋白，前列腺素D2合成酶 通过多序列比对可以发现