11 BLAST II

Protein - Protein - BLAST: Liefert eher Ergebnisse, die im Hinblick auf Funktionsebene interessant sind

Dabei wird stets ein E-value zusammen mit dem Ergebnis rausgegeben. Dieses liefert einen Hinweis auf zufälliges Hintergrundrauschen der Suche. Je niedriger de E-value, desto signifikanter ist das Suchergebnis.

Doch wie können nun Ergebnisse einer BLAST Analyse verglichen werden?

Zum Nachlesen von 'E-value' ist das FAQ der BLAST Domain hilfreich: What is the Expect (E) value? https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi?CMD=Web&PAGE_TYPE=BlastDocs&DOC_TYPE=FAQ#expect

Bewertung von BLAST Ergebnissen

Score 'S'

     L  A  S  V  -  E            BLOSUM62 gap penalty = -4     
     L  T  S  L  A  Q
S = +4  0 +4 +1 -4 +2 = 7

Score hängt von der Sequenzlänge, Substitutionsmatrix und 'gap penalty' ab und kann daher nicht direkt verglichen werden

Lösung: Bit score

• log_2 skalierte Version des normalisierten Scores
• Beschreibt die Größe des Such-Raumes, der zufällig einen Treffer mit gleichem oder besseren Score enthält

Ein Bit score von 20 würde bedeuten, dass ein Suchraum der Größe [math]\displaystyle{ 2^{20} }[/math] durchsucht werden müsste, um den Score zufällig zu finden. ([math]\displaystyle{ 2^{20} }[/math] = 1.048.576)

[math]\displaystyle{ S' = \frac{\lambda S-ln(k)}{ln(2)} }[/math]

λ und k sind Karlin-Altschul-Parameter und ergeben sich aus der Scoring-Funktion. Der Suchraum ist definiert als:

N = n * m 

Parameter
n = Länge der ’query’ Sequenz
m = Länge der Datenbank

Bsp: n=125        m=10.000          N=1.250.000
In diesem Fall würde ein Bit Score von 20 auch durch Zufall gefunden werden

P-Value

P-Value: Wahrscheinlichkeit, dass ein Ergebnis durch Zufall eintritt

[math]\displaystyle{ P = {2^{-S'}} }[/math] Beispiel:

Bitscore = 20

[math]\displaystyle{ P = \frac{ 1}{2^{20}}=\frac{ 1}{1.048.576} }[/math]

E-Value (Expect): P-Value korrigiert für Suchraum der Größe N

[math]\displaystyle{ E = \frac{ N}{2^{S'}} = \frac{ m*n}{2^{S'}} }[/math]

[math]\displaystyle{ E = \frac{ 1.250.000}{1.048.576} = 1,19 }[/math]

Anhaltspunkt: E-Value von [math]\displaystyle{ 10^{-5} }[/math] bedeutet, dass ein Alignment mit Bitscore x in der Datenbank mit einer Wahrscheinlichkeit von [math]\displaystyle{ 10^{-5} }[/math] durch Zufall gefunden würde.