Übungen zur Vorlesung ``Computermethoden in der Biotechnologie'' 2

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Aufgaben zur Datenbanksuche und Alignmentmethoden

1. Finde in einer Proteindatenbank (z.B. SWISSPROT) den Eintrag für CED4 aus Caenorhabditis elegans. Schreibe die Sequenz im FASTA-Format in eine Textdatei.
2. Wir wollen homolge Sequenzen zu CED4 finden. Benutze einen BLAST-Server (z.B. NCBI) und starte eine BLAST-Suche mit dem Programm BLASTP, das mit einer Proteinsequenz eine Proteindatenbank durchsucht.
3. Variiere folgende Parameter der BLAST-Suche:
   • Andere Scoring-Matrix (BLOSUM-Serie, PAM-Serie)
   • Wortlänge des BLAST-Algorithmus (2 oder 3)
   • Gap Costs
4. Wie hat sich das Ergebnis verändert? Wie haben sich die E-Werte verändert und warum?
5. Wähle aus jedem dieser Organismen ein homologes Protein aus: Mensch, Maus, Ratte, Zebrafisch und Caenorhabditis elegans. Speichere alle diese Sequenzen im FASTA-Format ab. Füge mit einem Texteditor alle Sequenzen in einer Datei zusammen. Sie werden jeweils von der Kommentarzeile getrennt, die mit > beginnen muß und den Namen der Sequenz enthalten soll.
6. Lade das Programm CLUSTALX herunter und installiere es auf dem Computer. Lade die im letzten Schritt gespeicherten Sequenzen (in einer Datei) in das Programm CLUSTALX. Stelle die Parameter unter Alignment >> alignment parameters >> pairwise alignment paramters und unter >>> multiple alignment parameters ein. Schlage in der Hilfe nach, um herauszufinden, was die einzelnen Parameter bedeuten.
7. Variiere die Parameter, vor allem die Gap Costs, und beurteile ihren Einfluß auf das Ergebnis. Versuche, ein möglichst gutes multiples Alignment zu erzielen.
8. Welche Informationen über konservierte Bereiche (Domänen) kann man aus dem Alignment bekommen? Vergleiche mit den Informationen aus SWISSPROT und der Domänendatenbank PFAM

Aufgaben zur Proteinsequenzanalyse

1. Suche in der Swiss-Prot-Datenbank den Eintrag NIAM_HUMAN. Speichere die Sequenz im FASTA-Format ab.
2. Führe mit den ersten 25 Aminosäuren der Sequenz eine Helical-Wheel-Analyse durch (http://marqusee9.berkeley.edu/kael/helical.htm). Beurteile, ob die N-terminale Sequenz eine amphipathische Helix ausbilden könnte.
3. Erstelle einen Kyte-Doolttle-Plot der Sequenz (http://fasta.bioch.virginia.edu/fasta/grease.htm). Könnte das Protein eine/mehrere Transmembranhelices enthalten?
4. Benutze PSORT um eine Vorhersage der intrazellulären Lokalisation des Proteins zu erhalten. Vergleiche die Vorhersage mit den bisher durchgeführten Analysen sowie mit den Annotationen in SWISSPROT, insbesondere den Angaben über das Transit-Peptid.