1 / 35

Функциональная аннотация

Функциональная аннотация. М.Гельфанд «Сравнительная геномика» БиБи, 4 курс осень 200 9. Цель аннотации. Что функция Когда Регуляция Экспрессии Время жизни Где Локализация Внутри/снаружи Органеллы и компартменты Как Механизм Специфичность, регуляция. Функции (условно). Ферменты

ghicks
Télécharger la présentation

Функциональная аннотация

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Функциональная аннотация М.Гельфанд «Сравнительная геномика» БиБи, 4 курс осень 2009

  2. Цель аннотации • Что • функция • Когда • Регуляция • Экспрессии • Время жизни • Где • Локализация • Внутри/снаружи • Органеллы и компартменты • Как • Механизм • Специфичность, регуляция

  3. Функции (условно) • Ферменты • Метаболизм (катаболизм, анаболизм) • Биосинтез макромолекул • Транспортеры • Регуляторы • Рецепторы • Белки сигнальных каскадов • Факторы транскрипции и т.п. • Структурные и «вспомогательные» белки • Цитоскелет, движение, деление • Межклеточные взаимодействия (рецепторы) • Шапероны. Большие комплексы

  4. Gene Ontology

  5. Три иерархии • Молекулярная функция • Биологический процесс • Компонент клетки Пример: цитохром с • Транспорт электронов • Окислительное фосфорилирование • Внутренняя мембрана митохондрии Геномные базы: • FlyBase (дрозофила) • SGD (Saccharomyces Genome Database) • MGD (Mouse Genome Database)

  6. Молекулярная функция - примеры • Широкие категории: • Каталитическая активность • Транспортная активность • Связывание • Узкие категории: • Адениат-циклазная активность • Связывание Ca2+ Можно и по-другому (EC, TC) – это потом

  7. Биологический процесс - примеры • Широкие категории: • Cellular physiological processes • Перенос сигнала (signal transduction) • Узкие категории: • Метаболизм пиримидинов • Транспорт альфа-глюкозидов • Асимметричное деление клеток

  8. GO: процессы

  9. Структура иерархии: сеть Biological process • Cellular process • Cellular physiolgical process • Cell division • Asymmetric cell division • Regulation of asymmetric cell division • Regulation of cell division • Regulation of asymmetric cell division • Regulation of cellular physiological process • Regulation of cell division • Regulation of assymmetric cell division • Physiological process • Cellular physiolocical process • … • Regulation of physiological process • …

  10. Упражнение Нарисовать пути, ведущие к: (А-Д) GO:0045782 : positive regulation of cell budding GO:0004612 : phosphoenolpyruvate carboxykinase (ATP) activity (Е-К) GO:0019568 : arabinose catabolism GO:0003726 : double-stranded RNA adenosine deaminase activity (Л-Н) GO:0030660 : Golgi vesicle membrane GO:0030570 : pectate lyase activity (О-П) GO:0019319 : hexose biosynthesis GO:0047689 : aspartate racemase activity (Р-С) GO:0006068 : ethanol catabolism GO:0004129 : cytochrome-c oxidase activity (Т-Я) GO:0030334 : regulation of cell migration GO:0003705 : RNA polymerase II transcription factor activity, enhancer binding используя AmiGO http://www.geneontology.org AmiGo http://www.godatabase.org/cgi-bin/amigo/go.cgi?search_constraint=terms&action=replace_tree&session_id=7922b1125244220

  11. BLAST home page

  12. Параметры BLAST: wordsize • Цистеиновые протеазы из люцернового долгоносика и коровьего клеща: 61% тождества, а BLASTN не находит.Для ДНК Wordsize=11(min 7), для белков =3.

  13. Similarity ≠ homology • BLAST e-value is a measure of non-randomness of sequence similarity • Possible causes of similarity: • homology • domain homology • low complexity, coiled-coil, transmembrane and other types of regions with non-standard amino acid composition • Homology ≠ same function. Normally: • similar (general) function (e.g. enzymatic activity) • maybe different specificity

  14. Предсказание специфичности: дерево распадается на две ветви – все нормально (A novel type of Ni /Co ABC transporters. Transmembrane component CbiM/NikM) + CbiN CbiM Ni2+ Co2+ NikM + NikN + NikL, NikK + NikL

  15. Предсказание специфичности: все смешалось – нет предсказания (The NiCoT transportersfamily)

  16. Предсказание специфичности: смена специфичности – ошибки (The NikABCDE family of ABC transporters.Substrate-binding component NikA)

  17. Noradrenaline transporter in an archaeon? SOURCE Methanococcus jannaschii. ORGANISM Methanococcus jannaschii Archaea; Euryarchaeota; Methanococcales; Methanococcaceae; Methanococcus. Now corrected: Hypothetical sodium-dependent transporter MJ1319. FEATURES Location/Qualifiers source 1..492 /organism="Methanococcus jannaschii" /db_xref="taxon:2190" Protein 1..492 /product="sodium-dependent noradrenaline transporter" CDS 1..492 /gene="MJ1319" /note="similar to EGAD:HI0736 percent identity: 38.5; identified by sequence similarity; putative" /coded_by="U67572:71..1549" /transl_table=11

  18. Lesson(s) • Avoid overprediction (homology does not necessarily mean same cellular role or specificity)

  19. Similarity to hypothetical proteins: somebody else’s errors… The only correct annotation!

  20. Genes with curious functional assignments • C75604: Probable head morphogenesis protein,Deinococcusradiodurans • O05360:Automembrane protein H,Yersinia enterocolitica • Q8TID9:Benzodiazepine (valium) receptor TspO, Methanosarcina acetivorans • NP_069403: DR-beta chain MHC class II, Archaeoglobus fulgidus

  21. Errors in experimental papers SwissProt: DEFINITION Hypothetical 43.6 kDa protein. ACCESSION P48012 ... KEYWORDS Hypothetical protein. SOURCE Debaryomyces occidentalis ORGANISM Debaryomyces occidentalis Eukaryota; Fungi; Ascomycota; Saccharomycotina; Saccharomycetes; Saccharomycetales; Saccharomycetaceae; Debaryomyces. [CAUTION] Was originally (Ref.1) thought to be 3-isopropylmalatedehydrogenase (LEU2). PIR: DEFINITION 3-isopropylmalate dehydrogenase (EC 1.1.1.85) - yeast(Schwanniomyces occidentalis). ACCESSION S55845 KEYWORDS oxidoreductase.

  22. SwissProt entry DSDX_ECOLI -!- CAUTION: An ORF called dsdC was originally (Ref.3) assigned to thewrong DNA strand and thought to be a D-serine deaminase activator,it was then resequenced by Ref.2 and still thought to be "dsdC",but this time to function as a D-serine permease. It is Ref.1 thatshowed that dsdC is another gene and that this sequence should becalled dsdX. It should also be noted that the C-terminal part ofdsdX (from 338 onward) was also sequenced (Ref.6 and Ref.7) andwas thought to be a separate ORF (don't worry, we also haddifficulties understanding what happened!).

  23. Lesson(s) • Avoid overprediction (homology does not necessarily mean same cellular role or specificity) • Check carefully the source(s) of annotations in the list of homologs

  24. mastermind protein of Drosophila

  25. Filtering of low-complexity segments • often insufficient • may lose non-trivial information

  26. Lesson(s) • Avoid overprediction (homology does not necessarily mean same cellular role or specificity) • Check the source(s) of annotations in the list of homologs • Beware of similarity in low-complexity regions, non-globular domains, transmembrane segments

  27. Homology of domains I64228: “DNA polymerase homolog” (in fact, 5’-3- exonuclease) Klenow fragment Bacterial DNA polymerases

  28. BLAST domains page

  29. InterPro domains

  30. Lesson(s) • Avoid overprediction (homology does not necessarily mean same cellular role or specificity) • Check the source(s) of annotations in the list of homologs • Beware of similarity in low-complexity regions, non-globular domains, transmembrane segments • Do not extend domain homology to annotation of the whole protein

  31. PROSITE • Множественное выравнивание консервативные позиции  паттерны • Вырожденные паттерны • P-loop ATPases: • [GA]x(4)GK[ST] • Очень малая избирательность

  32. caspases/paracaspases/metacaspases

  33. Профили. PSI-BLAST • Значимость (E=0.005), 1 лишний на 200 поисков • Ручная прочистка при итерациях • Автоматически – до схождения • Асимметрия

  34. Lesson(s) • Avoid overprediction (homology does not necessarily mean same cellular role or specificity) • Check the source(s) of annotations in the list of homologs • Beware of similarity in low-complexity regions, non-globular domains, transmembrane segments • Do not extend domain homology to annotation of the whole protein • Правильный паттерн должен сохраняться у (близких) ортологов; должны сохраняться основные каталитические остатки

  35. Анализ белка в отсутствие гомологов • Сигнальные пептиды. SignalP (нейронная сеть) • Трансмембранные сегменты. Две дюжины серверов (TMHMM, PHDhtm, HMMTOP) • Гидрофобные/гидрофильные • Сигнал на границе • Топология (положительные внутри) • Использование выравниваний • Бета-белки. Порины • Локализация. PSORT, TargetP • Coiled coil. COILS, Parcoil/Multicoil • Вторичная и пространственная структура. Threading • Сравнительная геномика и негеномные данные

More Related