ӨТКЕН - PSIPRED

ӨТКЕН
Түпнұсқа автор (лар)
  • Джонс Дэвид Т.
  • Даниэль Букан
  • Тим Нугент
  • Федерико Миннечи
  • Кевин Брайсон
ӘзірлеушілерЛондон университетінің колледжі, Биоинформатика тобы
Бастапқы шығарылым1999; 21 жыл бұрын (1999)
Тұрақты шығарылым
4.01 / 2 қазан 2016 ж; 4 жыл бұрын (2016-10-02)
ЖазылғанC
Операциялық жүйеWindows 2000, Unix
Платформаx86, Java
Өлшемі14 МБ
Қол жетімдіАғылшын
ТүріБиоинформатика екінші құрылым болжау
ЛицензияМеншіктік ақысыз бастапқы код
Веб-сайтбиоинф.cs.ucl.ac.uk/ psipred
Жағдай бойынша23 сәуір 2017 ж

PSI-жарылыс негізіндегі екінші ретті құрылымды PREDiction (ӨТКЕН) - тергеу үшін қолданылатын әдіс ақуыз құрылым. Ол қолданады жасанды нейрондық желі машиналық оқыту оның алгоритміндегі әдістер.[1][2][3] Бұл сервер жағында бағдарламасын ұсынады веб-сайт ақуыздың екінші құрылымын болжай алатын алдыңғы интерфейс ретінде қызмет етеді (бета парақтары, альфа спиралдары және катушкалар ) бірінші кезектен.

PSIPRED қол жетімді веб-қызмет және бағдарламалық жасақтама ретінде. Бағдарламалық жасақтама қалай таратылады бастапқы код, техникалық лицензиясы бар меншікті бағдарламалық жасақтама. Бұл өзгертуге мүмкіндік береді, бірақ мәжбүр етеді ақысыз бағдарламалық жасақтаманы және оның нәтижелерін коммерциялық таратуға тыйым салу ережелері.

Екінші құрылым

Негізгі мақалалар: Ақуыздың екінші құрылымы және Биомолекулалық құрылым

Екінші құрылым жергілікті сегменттерінің жалпы үш өлшемді түрі болып табылады биополимерлер сияқты белоктар және нуклеин қышқылдары (ДНҚ, РНҚ ). Бұл үш өлшемді кеңістіктегі атомдық позицияларды сипаттамайды, олар деп саналады үшінші құрылым. Екінші құрылымды формальды түрде анықтауға болады сутектік байланыстар атом-ажыратымдылық құрылымында байқалғандай биополимердің Ақуыздарда екінші ретті құрылым сутектік байланыс заңдылықтарымен анықталады омыртқа амин және карбоксил топтары. Керісінше, нуклеин қышқылдары үшін екінші реттік құрылым сутегі байланысынан тұрады азотты негіздер. Сутектік байланыстың заңдылықтары едәуір бұрмаланған болуы мүмкін, бұл екінші құрылымды автоматты түрде анықтауды қиындатады. Болжау үшін компьютерлерді қолдану әрекеттері ақуыздың екінші құрылымдары, тек олардың негізінде бастапқы құрылым реттілігі 1970 жылдардан бері жалғасып келеді.[4]

Екінші құрылымды болжау әдістердің жиынтығын қамтиды биоинформатика болжауды мақсат етеді жергілікті екінші құрылымдар тек олардың біліміне негізделген ақуыздар мен РНҚ тізбектері бастапқы құрылым – амин қышқылы немесе нуклеотидтер тізбегі сәйкесінше. Ақуыздар үшін болжам аминқышқылдар тізбегінің аймақтарын өте ықтимал етіп тағайындаудан тұрады альфа спиралдары, бета жолдары (ретінде жиі атап өтіледі ұзартылды конформациялар ) немесе бұрылады. Болжаудың сәттілігі оны нәтижелерімен салыстыру арқылы анықталады DSSP алгоритмі ақуыздың кристалдық құрылымына қолданылады; нуклеин қышқылдары үшін оны сутегімен байланыстыру схемасынан анықтауға болады. Сияқты нақты анықталған заңдылықтарды анықтау үшін арнайы алгоритмдер жасалды трансмембраналық спиральдар және ширатылған катушкалар белоктарда немесе РНҚ-да канондық микро-РНҚ құрылымдарында.

Негізгі ақпарат

Бұл әдістің идеясы эволюциялық байланысқан ақуыздар туралы ақпаратты жаңа аминқышқылдар тізбегінің екінші реттік құрылымын болжау үшін пайдалану болып табылады. PSIЖарылыс байланысты дәйектіліктерді табу және позицияға арналған скоринг матрицасын құру үшін қолданылады. Бұл матрицаны an өңдейді жасанды нейрондық желі,[2][5] Болжау үшін салынған және оқытылған екінші құрылым енгізу реті;[6] қысқасы, бұл машиналық оқыту әдіс.[7]

Болжау алгоритмі (әдісі)

Болжау әдісі немесе алгоритм үш кезеңге бөлінеді: реттілік профилін құру, бастапқы екінші ретті құрылымды болжау, және болжамды құрылымды сүзу.[8] PSIPRED PSIBLAST жасаған реттілік профилін қалыпқа келтіру үшін жұмыс істейді.[2]Содан кейін, нейрондық желіні қолдану арқылы бастапқы екінші ретті құрылым болжанады. Әрбір аминқышқылының кезектілігі үшін жүйке торы 15 қышқылдан тұратын тереземен қоректенеді. Қосылған ақпарат терезенің тізбектің N немесе C ұшын қамтитындығын көрсететін тіркелген. Нәтижесінде 21 бірліктен тұратын 15 топқа бөлінген 315 кіріс бірлігінің соңғы кіріс қабаты пайда болады. Желіде 75 бірліктен тұратын бір жасырын қабат және 3 шығыс түйіні бар (құрылымның әрбір екінші элементіне біреуі: спираль, парақ, катушка).[5]

Бірінші жүйенің болжамды құрылымын сүзу үшін екінші нейрондық желі қолданылады. Бұл желі 15 позиция терезесімен қоректенеді. Терезенің тізбектегі мүмкін орналасуы туралы индикатор да жіберіледі. Бұл төрт топтың 15 тобына бөлінген 60 кіріс бірлігіне әкеледі. Желіде 60 бірліктен тұратын бір жасырын қабат бар, нәтижесінде үш шығыс түйіні пайда болады (құрылымның әрбір екінші элементіне: спираль, парақ, катушка).[8]

Үш соңғы түйіндер терезенің орталық орналасуы үшін құрылымның әрбір екінші элементі үшін балл береді. Екінші ретті құрылымды ең жоғары ұпаймен пайдалана отырып, PSIPRED ақуызға болжам жасайды.[8] Q3 мәні - бұл екінші құрылым күйлерінде дұрыс болжамдалған қалдықтардың бөлігі, яғни спираль, тізбек және катушка.[8]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Раджава Гаджендра; Harpreet Kaur. «Бета-кезек түрлерін болжау». Алынған 5 мамыр 2014.
  2. ^ а б c И-Пинг Фиби Чен (18 қаңтар 2005). Биоинформатика технологиялары. Спрингер. б. 107. ISBN  978-3-540-20873-0.
  3. ^ Манжет, Джеймс А .; Бартон, Джеффри А. (15 тамыз 2000). «Ақуыздың екінші құрылымын болжауды жақсарту үшін бірнеше ретке келтіру профильдерін қолдану». Ақуыздар. 40 (3): 502–11. дои:10.1002 / 1097-0134 (20000815) 40: 3 <502 :: aid-prot170> 3.0.co; 2-q. PMID  10861942.
  4. ^ Геренга, Яап (2000). «Бірнеше реттік туралауды қолдана отырып, ақуыздың екінші құрылымын болжаудың есептеу әдістері». Қазіргі протеин және пептид туралы ғылым. 1 (3): 273–301(29). CiteSeerX  10.1.1.470.7673. дои:10.2174/1389203003381324. PMID  12369910.
  5. ^ а б S. C. Rastogi; Намитра Мендиратта; Parag Rastogi (22 мамыр 2013). Биоинформатика: әдістері және қолданылуы: (геномика, протеомика және есірткіні табу). PHI Learning Pvt. Ltd. 302–2 бб. ISBN  978-81-203-4785-4.
  6. ^ «PSIPRED | Биоинформатикалық технология». 10 сәуір 2014 ж. Алынған 7 мамыр 2014.
  7. ^ «PSIPRED шолуы». Алынған 7 мамыр 2014.
  8. ^ а б c г. Джонс, Дэвид Т. (17 қыркүйек 1999). «Белгілі бір баллдық матрицалар негізінде ақуыздардың екінші құрылымын болжау» (PDF). Молекулалық биология журналы. 292 (2): 195–202. дои:10.1006 / jmbi.1999.3091. PMID  10493868. Алынған 7 мамыр 2014.