Выравнивание белковых последовательностей по их профилям

Точность выравнивания двух белковых последовательностей можно повысить, включив в сравнение другие достоверно родственные последовательности. Мы оптимизировали и оценили такой подход, основанный на выравнивании двух множественных выравниваний, каждое из которых содержит одну из сравниваемых белковых последовательностей. В команде SALIGN программы MODELLER реализовано 13 различных протоколов построения и сравнения профилей, соответствующих множественным выравниваниям. Для оценки 13 протоколов, а также ряда ранее описанных методов выравнивания последовательностей использовали набор из 200 парных структурных выравниваний с идентичностью последовательностей менее 40%. В число методов сравнения вошли эвристическое попарное выравнивание последовательностей с помощью BLAST; попарное выравнивание последовательностей методом глобального динамического программирования с аффинной функцией штрафа за пропуски, реализованное в команде ALIGN программы MODELLER; выравнивание последовательности с профилем с помощью PSI-BLAST; методы на основе скрытых марковских моделей, реализованные в SAM и LOBSTER; попарное выравнивание последовательностей с учётом предсказанной локальной структуры с помощью SEA; а также множественное выравнивание последовательностей с помощью CLUSTALW и COMPASS. Точность выравнивания при использовании лучших новых протоколов была статистически значимо выше, чем у остальных исследованных методов. Например, доля остатков, правильно выровненных относительно структурного эталона, при использовании лучшего протокола составила 56%; для остальных методов этот показатель составил соответственно 26%, 42%, 43%, 48%, 50%, 49%, 43% и 43%. Новый метод в настоящее время применяют для крупномасштабного сравнительного моделирования структуры всех известных последовательностей.