Script to perform Smith Waterman Local Sequence Alignment
git clone the repository
Usage: python ./main.py -i <input file> -s <score file> -o <open penalty> -e <extension penalty>
Example: python ./main.py -i input.txt -s blosum62.txt -o -2 -e -1
Below is an example of an input file for the to-be-aligned sequences:
SSSPQPKKKPLDGEYFTLQIRGRERFEMFRELNEALELKDAQAGKEPGGSRAHSS TFKESSLPSSQPEDSKKTKTTSSNEEEIFTLQVRGKKRFEMLKMINDSLELKDLVPAADQDKYRQKLHSKSTS
Below is an example of a score file:
A B C D E F G H I K L M N P Q R S T V W X Y Z A 4 -2 0 -2 -1 -2 0 -2 -1 -1 -1 -1 -2 -1 -1 -1 1 0 0 -3 -1 -2 -1 B -2 6 -3 6 2 -3 -1 -1 -3 -1 -4 -3 1 -1 0 -2 0 -1 -3 -4 -1 -3 2 C 0 -3 9 -3 -4 -2 -3 -3 -1 -3 -1 -1 -3 -3 -3 -3 -1 -1 -1 -2 -1 -2 -4 D -2 6 -3 6 2 -3 -1 -1 -3 -1 -4 -3 1 -1 0 -2 0 -1 -3 -4 -1 -3 2 E -1 2 -4 2 5 -3 -2 0 -3 1 -3 -2 0 -1 2 0 0 -1 -2 -3 -1 -2 5 F -2 -3 -2 -3 -3 6 -3 -1 0 -3 0 0 -3 -4 -3 -3 -2 -2 -1 1 -1 3 -3 G 0 -1 -3 -1 -2 -3 6 -2 -4 -2 -4 -3 0 -2 -2 -2 0 -2 -3 -2 -1 -3 -2 H -2 -1 -3 -1 0 -1 -2 8 -3 -1 -3 -2 1 -2 0 0 -1 -2 -3 -2 -1 2 0 I -1 -3 -1 -3 -3 0 -4 -3 4 -3 2 1 -3 -3 -3 -3 -2 -1 3 -3 -1 -1 -3 K -1 -1 -3 -1 1 -3 -2 -1 -3 5 -2 -1 0 -1 1 2 0 -1 -2 -3 -1 -2 1 L -1 -4 -1 -4 -3 0 -4 -3 2 -2 4 2 -3 -3 -2 -2 -2 -1 1 -2 -1 -1 -3 M -1 -3 -1 -3 -2 0 -3 -2 1 -1 2 5 -2 -2 0 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -2 N -2 1 -3 1 0 -3 0 1 -3 0 -3 -2 6 -2 0 0 1 0 -3 -4 -1 -2 0 P -1 -1 -3 -1 -1 -4 -2 -2 -3 -1 -3 -2 -2 7 -1 -2 -1 -1 -2 -4 -1 -3 -1 Q -1 0 -3 0 2 -3 -2 0 -3 1 -2 0 0 -1 5 1 0 -1 -2 -2 -1 -1 2 R -1 -2 -3 -2 0 -3 -2 0 -3 2 -2 -1 0 -2 1 5 -1 -1 -3 -3 -1 -2 0 S 1 0 -1 0 0 -2 0 -1 -2 0 -2 -1 1 -1 0 -1 4 1 -2 -3 -1 -2 0 T 0 -1 -1 -1 -1 -2 -2 -2 -1 -1 -1 -1 0 -1 -1 -1 1 5 0 -2 -1 -2 -1 V 0 -3 -1 -3 -2 -1 -3 -3 3 -2 1 1 -3 -2 -2 -3 -2 0 4 -3 -1 -1 -2 W -3 -4 -2 -4 -3 1 -2 -2 -3 -3 -2 -1 -4 -4 -2 -3 -3 -2 -3 11 -1 2 -3 X -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 Y -2 -3 -2 -3 -2 3 -3 2 -1 -2 -1 -1 -2 -3 -1 -2 -2 -2 -1 2 -1 7 -2 Z -1 2 -4 2 5 -3 -2 0 -3 1 -3 -2 0 -1 2 0 0 -1 -2 -3 -1 -2 5
The generated output file will be named output-ddz5.txt and will contain 1) inputted sequences, 2) score matrix, and 3) best alignment output and alignment score
Below is an example output generated from running the example inputs above:
-----------
|Sequences|
-----------
sequence1
SSSPQPKKKPLDGEYFTLQIRGRERFEMFRELNEALELKDAQAGKEPGGSRAHSS
sequence2
TFKESSLPSSQPEDSKKTKTTSSNEEEIFTLQVRGKKRFEMLKMINDSLELKDLVPAADQDKYRQKLHSKSTS
--------------
|Score Matrix|
--------------
S S S P Q P K K K P L D G E Y F T L Q I R G R E R F E M F R E L N E A L E L K D A Q A G K E P G G S R A H S S
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
T 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 3 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1
F 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 6 4 5 3 2 1 0 0 0 0 6 4 3 6 4 3 2 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
K 0 0 0 0 0 1 0 5 5 5 3 2 1 0 1 1 4 5 3 6 4 4 2 2 1 2 4 7 5 4 8 6 5 4 3 2 1 1 0 5 3 2 1 0 0 5 3 2 1 0 0 2 0 0 0 0
E 0 0 0 0 0 2 0 3 6 6 4 3 4 2 5 3 3 3 2 5 3 4 2 2 7 5 4 9 7 6 6 13 11 10 9 8 7 6 5 4 7 5 4 3 2 3 10 8 7 6 5 4 3 2 1 0
S 0 4 4 4 2 1 1 2 4 6 5 3 3 4 3 3 2 4 2 3 3 2 4 2 5 6 4 7 8 6 5 11 11 12 10 10 8 7 6 5 5 8 6 5 4 3 8 9 8 7 10 8 7 6 6 5
S 0 4 8 8 6 5 4 3 3 4 5 3 3 3 4 2 1 3 2 2 1 2 2 3 4 4 4 6 6 6 5 10 9 12 12 11 9 8 7 6 5 6 8 7 5 4 7 7 9 8 11 9 9 7 10 10
L 0 2 6 6 5 4 2 2 2 3 3 9 7 6 5 4 3 2 7 5 4 3 2 1 3 3 4 5 8 6 5 9 14 12 11 11 15 13 12 11 10 9 8 7 6 5 6 6 7 6 9 9 8 6 8 8
P 0 1 5 5 13 11 11 9 8 7 10 8 8 6 5 4 3 2 5 6 4 3 2 1 2 2 2 4 6 4 4 8 12 12 11 10 13 14 12 11 10 9 8 7 6 5 5 13 11 10 9 8 8 6 7 7
S 0 4 5 9 11 13 11 11 9 8 8 8 8 8 6 5 4 4 4 5 4 3 3 1 1 1 1 3 5 4 3 7 11 13 12 12 12 13 12 12 11 11 9 9 7 6 5 11 13 11 14 12 11 10 10 11
S 0 4 8 9 10 11 12 11 11 9 8 7 8 8 8 6 5 5 3 4 3 3 3 2 1 0 0 2 4 3 3 6 10 12 13 13 11 12 11 12 12 12 11 10 9 7 6 10 11 13 15 13 13 11 14 14
Q 0 2 6 8 9 15 13 13 12 12 10 9 8 7 10 8 7 6 5 8 6 5 4 4 4 2 1 2 3 1 4 5 9 10 14 12 11 13 11 12 12 11 17 15 14 13 12 11 10 11 13 16 14 13 12 14
P 0 1 5 6 15 13 22 20 19 18 19 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 2 0 2 4 8 9 12 13 11 11 10 10 11 11 15 16 14 13 12 19 17 16 15 14 15 13 12 12
E 0 0 4 5 13 17 20 23 21 20 19 18 19 17 20 18 17 16 15 14 13 12 11 10 10 8 7 7 5 4 3 7 7 8 14 12 11 16 14 13 12 11 14 14 14 15 18 17 17 15 16 15 13 15 13 12
D 0 0 3 4 12 15 19 21 22 20 19 18 24 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 12 10 9 9 7 6 5 5 6 8 12 12 10 14 12 13 19 17 16 15 14 13 17 17 16 16 15 14 13 13 15 13
S 0 4 4 7 11 14 18 20 21 22 20 19 22 24 22 21 20 20 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 5 7 11 13 11 13 12 12 17 20 18 17 16 15 15 16 17 16 20 18 17 16 17 19
K 0 2 4 5 10 13 17 23 25 26 24 23 22 22 25 23 22 21 20 19 18 18 16 16 14 14 12 11 10 9 9 7 6 5 10 11 11 12 11 17 16 18 21 19 18 21 19 18 17 16 18 22 20 19 18 17
K 0 1 2 4 9 12 16 22 28 30 28 27 26 25 24 23 22 21 20 21 19 20 18 18 17 16 14 13 12 11 11 10 8 7 9 10 9 12 10 16 16 17 19 20 18 23 22 20 19 18 17 20 21 19 19 18
T 0 1 2 3 8 11 15 20 26 28 29 27 26 25 24 23 22 27 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 9 9 10 11 14 15 16 18 19 18 21 22 21 19 18 19 19 20 19 20 20
K 0 0 1 2 7 10 14 20 25 31 29 28 27 26 26 24 23 25 25 26 24 25 23 23 21 21 19 18 17 16 16 14 13 12 11 10 9 10 9 16 14 15 17 17 17 23 22 21 19 18 18 21 19 19 19 20
T 0 1 1 2 6 9 13 18 24 29 30 28 27 26 25 24 23 28 26 25 25 23 23 22 22 20 19 18 17 16 15 15 13 13 11 11 9 8 9 14 15 14 16 17 15 21 22 21 19 18 19 19 21 19 20 20
T 0 1 2 2 5 8 12 17 23 28 28 29 27 26 25 24 23 28 27 25 24 24 22 22 21 21 19 18 17 16 15 14 14 13 12 11 10 8 7 13 13 15 15 16 15 20 20 21 19 18 19 18 19 19 20 21
S 0 4 5 6 4 7 11 16 22 27 27 27 29 27 26 25 24 26 26 27 25 24 24 22 22 20 19 19 17 16 15 15 13 15 13 13 11 10 9 12 13 14 15 16 16 19 20 19 21 19 22 20 19 18 23 24
S 0 4 8 9 7 6 10 15 21 26 26 26 27 29 27 26 25 25 24 26 25 24 24 23 22 21 19 19 18 16 15 15 13 14 15 14 12 11 10 11 12 14 14 16 16 18 19 19 19 21 23 21 21 19 22 27
N 0 2 6 9 7 7 9 14 20 25 25 25 27 27 29 27 26 25 24 24 23 25 24 24 23 22 20 19 18 17 16 15 14 19 17 16 15 14 13 12 12 12 14 14 16 17 18 17 19 19 22 23 21 22 20 25
E 0 1 5 7 8 9 8 13 19 24 24 24 27 26 32 30 29 28 27 26 25 24 23 24 29 27 26 25 24 23 22 21 20 19 24 22 21 20 19 18 17 16 15 14 14 17 22 20 19 18 20 22 22 21 22 24
E 0 0 4 6 6 10 8 12 18 23 23 23 26 25 31 30 28 28 26 29 27 26 25 24 29 29 27 31 29 28 27 27 25 24 24 23 21 26 24 23 22 21 20 19 18 17 22 21 19 18 19 20 21 22 21 23
E 0 0 3 5 5 8 9 11 17 22 22 22 25 24 30 29 27 27 25 28 26 27 25 25 29 29 27 32 30 29 28 32 30 29 29 27 26 26 24 25 25 23 23 21 20 19 22 21 19 18 18 19 19 21 22 22
I 0 0 2 4 4 7 7 10 16 21 21 24 23 23 28 29 29 27 29 27 32 30 29 28 27 27 29 30 33 31 30 30 34 32 31 30 29 28 28 26 25 24 23 22 21 20 20 19 17 16 17 18 18 19 20 21
F 0 0 1 3 3 6 6 9 15 20 20 22 22 22 27 31 35 33 32 31 30 29 28 27 26 26 33 31 31 39 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 17 17 18 19 20
T 0 1 1 2 2 5 5 8 14 19 19 21 21 21 26 29 33 40 38 37 36 35 34 33 32 31 31 32 30 37 38 36 35 35 33 33 31 30 29 28 27 27 25 25 23 22 21 20 19 18 19 17 17 17 19 20
L 0 0 0 1 1 4 4 7 13 18 18 23 21 20 25 28 32 38 44 42 41 40 39 38 37 36 35 34 34 36 36 35 40 38 37 36 37 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 18
Q 0 0 0 0 0 6 4 6 12 17 17 21 23 21 24 27 31 37 42 49 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 38 38 40 40 38 37 39 37 36 35 34 36 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22
V 0 0 0 0 0 4 4 5 11 16 16 20 21 20 23 26 30 36 41 47 52 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 38 40 39 37 40 38 37 36 35 36 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23
R 0 0 0 0 0 3 2 6 10 15 15 19 20 19 22 25 29 35 40 46 50 57 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 42 40 39 38 37 36 36 34 33 32 31 30 33 31 30 29 28
G 0 0 0 0 0 2 1 4 9 14 14 18 19 26 24 24 28 34 39 45 49 55 63 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 43 41 40 39 39 38 36 35 34 33 32 31
K 0 0 0 0 0 1 1 6 9 14 13 17 18 24 27 25 27 33 38 44 48 54 61 65 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 51 49 48 47 46 45 48 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37
K 0 0 0 0 0 1 0 6 11 14 13 16 17 23 25 25 26 32 37 43 47 53 60 63 66 65 63 62 61 60 60 58 57 56 55 54 53 52 51 54 52 51 50 49 48 50 49 47 46 45 44 44 42 41 40 39
R 0 0 0 0 0 1 0 4 9 13 12 15 16 22 24 23 25 31 36 42 46 52 59 65 64 71 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 50 48 47 46 45 49 47 46 45 44
F 0 0 0 0 0 0 0 3 8 11 10 14 15 21 23 27 29 30 35 41 45 51 58 63 63 69 77 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47
E 0 0 0 0 0 2 0 2 7 10 10 13 16 20 26 25 27 29 34 40 44 50 57 62 68 68 75 82 80 79 78 77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53
M 0 0 0 0 0 0 0 1 6 9 8 12 14 19 24 25 26 28 33 39 43 49 56 61 66 67 74 80 87 85 84 83 82 81 80 79 78 77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59
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