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多序列比对,进化树分析,motif预测,密码子偏好性分析(1)

多序列比对,进化树分析,motif预测,密码子偏好性分析(1)

作者: Y大宽 | 来源:发表于2018-09-30 22:37 被阅读80次
    • 前言:假如类鼻疽杆菌中发现有一个感兴趣的gene,想查看此gene在各类鼻疽菌株甚至原核生物和真核生物中是否也表达此gene。若表达,各菌株之间序列差异大不大,进而看其保守性,密码子的使用是否有所偏好

    BopA蛋白为例

    第一部分:下载所需物种的BopA蛋白序列(多物种)


    1下载BopA蛋白序列

    1.1 第一种方式

    打开https://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein,输入BopA,search

    image1.png
    然后直接复制,或Run BLAST,或send to
    image2.png image3.png

    1.2 下载BopA蛋白序列:第二种方式

    • 1 打开https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/
    • 2 输入BopA,search,结果中选中第一个k96243标准株


      image4.png
    • 3 点击下图中的GeneBank


      image5.png
    • 4 点击YP_111530.1或直接复制序列


      image6.png
    • 5 点击进入,Run BLAST。或复制序列。


      image7.png

    2 BLAST(nr protein sequeces database)

    2.1 条件设置如下

    image8.png

    2.2 结果如下

    image9.png

    一般情况下,按下面这个步骤1234导出即可。


    image10.png

    但是现在这个情况,按上面这样是不可能的,因为完全看不出物种信息,做进化树没什么意义。

    所以需要稍微麻烦一些,具体如下:
    点击image9中的[Taxonomy reports]


    image11.png

    上图中的Accesion即为蛋白的登录号,左边中括号内为物种,可见非常多重复,继续往下看,可见

    image12.png
    • 可以看到物种及对应的accession ID,我们的目的是得到有物种名和蛋白序列的fasta文件
      对上图来说,只需要得到ACCESSION ID,再搜索一次protein database即可
    • 需要注意的是,只需要得到每一个物种的第一个Accession ID
    • 这些ID,应该可以用python爬取相应数据。但是假如你需要的物种少,可以直接复制这些ID。
    • 假如需要几十甚至100多个物种,逐个复制粘贴会很麻烦,这里我采取excel来做,大概需要几分钟时间。 具体步骤为,excel导入数据-Organism Report部分-替换部分数据-分列-去重复。最终得到如图image14(部分)。
    image13.png image14.png

    2.3 提取上述Accession ID的protein fasta序列

    注意,NCBI一次提取不能超过100个accession ID,上述138,所以分两次提取


    image15.png

    或者


    image16
    最终得到下列文件
    image17.png

    下面可以进行进化树制作了,但是之前需要进行一下改变,那就是fasta文件说明部分只保留物种名即可,也就是说,只保留[ ]里面的内容。内容少的话可以手动编辑,我这里100多,所以用一个脚本进行。

    $ awk -F '[][]' '{if ($0~/>/) {print ">"$2} else {print $0}}' BopAsequence.fasta > BopAoutput.fasta
    $ less BopAoutput.fasta
    

    结果如下,这样就可以进行多序列比对及进化树分析了


    image18.png

    第二部分 多序列比对

    MEGAX软件下载地址,安装

    image19.png
    image20.png
    找到上面文件,打开
    image21.png
    默认参数,OK,多序列比对完成。下面site输入氨基酸位置可以选择查看自己想看的序列,保存文件。

    第三部分进化树分析

    image22.png

    默认参数,关于gap和extention罚分方法,可以自行google。
    物种太多,我选择环形展示。明显看出thailandensis,mallei,peudomallei在其中的分布,各自成一cluster。也就说BopA具有进化意义。

    image.png

    备注:

    • 1 通过blast可以看到,BopA在真核生物中并不存在

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