8.1. Определение, этапы и методы множественного выравнивания
Множественное выравнивание - выравнивание трех последовательностей и более, при котором:
► гомологичные остатки выровнены в столбцах поперек длины последовательности;
► остатки являются гомологами в эволюционном смысле;
► остатки являются гомологами в структурном смысле.
Таким образом, сопоставляемые остатки разных белков должны иметь общее происхождение, выполнять аналогичную функцию, одинаково располагаться в пространстве. Цель множественного выравнивания - охарактеризовать данные о структуре последовательностей, чтобы принять решение об их принадлежности к определенному семейству генов.
При использовании множественного выравнивания важно учитывать следующее:
► множественное выравнивание более чувствительно (по сравнению с парным) для выявления гомологии;
► результаты BLAST могут принимать форму множественного выравнивания и выявлять консервативные остатки или мотивы;
► есть возможность применения для анализа популяционных данных;
► один запрос может быть просматриваемым в БД множественных выравниваний (например, Pfam);
► регуляторные регионы генов могут иметь схожие последовательности, обнаруживаемые с помощью множественного выравнивания.
Результаты множественного выравнивания позволяют вычислить эволюционные дистанции между последовательностями, определить тип и характер аминокислотных замен и т.д. Выявление консервативных
участков (могут являться элементами вторичной структуры, сайтами связывания лигандов и другими функциональными мотивами) используется для предсказания вторичной и третичной структуры и функции белков, для идентификации новых представителей семейств белков.
При оценке результатов множественного выравнивания необходимо учитывать возможное наличие в сравниваемых последовательностях консервативных признаков вторичной структуры, мотивов, регионов с постоянными инсерциями и делециями.