Poloviční koule expozice - Half sphere exposure - Wikipedia

Konstrukce Half Sphere Exposure (HSE). Toto jednoduché, dvourozměrné měřítko expozice rozpouštědlu počítá počet sousedů ve dvou kopulích (s poloměrem R obvykle rovným 10 nebo 12 A ) okolo Ca atom. Výpočet je jednoduchý a extrémně rychlý a lepší než široce používaná míra kontaktního čísla. Dvojice hodnot HSE (nahoru a dolů) výše uvedeného příkladu je (3,5).

Expozice Half Sphere (HSE) je protein expozice rozpouštědlu opatření, které poprvé zavedlo Hamelryck (2005).[1]Stejně jako všechna opatření týkající se expozice rozpouštědlům měří, jak pohřben aminokyselina zbytky jsou v a protein. Zjistí se to spočítáním počtu sousedních aminokyselin ve dvou polovičních sférách zvoleného poloměru kolem aminokyseliny. Výpočet HSE se zjistí vydělením a kontaktní číslo (CN) koule na dvě poloviny rovinou kolmou na vektor Cβ-Cα. Toto jednoduché rozdělení sféry CN vede ke dvěma nápadně odlišným opatřením, HSE-up a HSE-down. HSE-up je definován jako počet atomů Ca v horní polovině (obsahující atom pseudo-Cβ) a analogicky HSE-down je definován jako počet atomů Ca v opačné sféře.

Pokud jsou k dispozici pouze atomy Ca (jak je tomu v případě mnoha zjednodušených reprezentací proteinové struktury), lze použít související měřítko, nazývané HSEα. HSEα používá pro svůj výpočet místo skutečného atomu Cβ pseudo-Cβ. Poloha tohoto atomu pseudo-Cβ (pCβ) je odvozena od poloh předcházejícího Ca−1 a následující Ca+1. Vektor Ca-pCp se vypočítá přidáním Ca−1-Cα0 a Ca+1-Cα0 vektory.

HSE se používá k predikci diskontinuálních epitopů B-buněk.[2] Song a kol. vyvinuli online webový server s názvem HSEpred, který předpovídá expozici polovičních koulí z primárních sekvencí proteinů.[3] Server HSEpred může dosáhnout korelačních koeficientů 0,72 a 0,68 mezi předpovídanými a pozorovanými opatřeními HSE-up a HSE-down, když se vyhodnotí na dobře připraveném datovém souboru nehomologní struktury proteinů. Kontaktní číslo zbytku (CN) lze navíc přesně předpovědět webovým serverem HSEpred pomocí součtu předpovězených hodnot HSE-up a HSE-down, což dále rozšířilo použití tohoto nového opatření expozice rozpouštědlu.

Nedávno Heffernan a kol. vyvinula nejpřesnější prediktor pro HSEα i HSEβ založený na velké datové sadě pomocí vícestupňového iteračního hlubokého učení neuronové sítě.[4] Predikovaná HSEa vykazuje vyšší korelační koeficient ke změně stability reziduálními mutanty než predikovaná HSEp a ASA. Výsledky společně s jeho snadným výpočtem na atomu Ca zdůrazňují potenciální užitečnost předpovězené HSEa pro predikci a upřesnění proteinové struktury i pro predikci funkce.

Reference

  1. ^ Hamelryck, T. (2005), „Aminokyselina má dvě strany: Nové 2D měření poskytuje jiný pohled na expozici rozpouštědlu“, Proteiny: struktura, funkce a bioinformatika, 59 (1): 38–48, CiteSeerX  10.1.1.516.4528, doi:10,1002 / prot.20379, PMID  15688434.
  2. ^ Sweredoski, Michael J .; Baldi, Pierre (2008), „PEPITO: Vylepšená diskontinuální predikce epitopu B-buněk pomocí více prahových hodnot vzdálenosti a expozice poloviční sféry“, Bioinformatika, 24 (12): 1459–1460, doi:10.1093 / bioinformatika / btn199, PMID  18443018.
  3. ^ Song, J .; Tan, H .; Takemoto, K .; Akutsu, T. (2008), „HSEpred: predikce expozice polokoule z proteinových sekvencí“, Bioinformatika, 24 (13): 1489–1497, doi:10.1093 / bioinformatika / btn222, PMID  18467349.
  4. ^ Heffernan, Rhys; et al. (2016), „Vysoce přesná predikce sekvenční expozice polosférických expozic aminokyselinových zbytků v proteinech“, Bioinformatika, 32 (6): 843–9, doi:10.1093 / bioinformatika / btv665, PMID  26568622