BioScience Blog – Научный Биологический блог

Диброва Д.В.

Трехмерные выравнивания структур белков позволяют довольно точно предсказать важные для поддержания структуры участки последовательности и активные центры в выделенном белке с расшифрованной пространственной структурой. Задача предсказания может быть разбита на два этапа:

1)  Построение выравнивания;

2)  Принятие решения о том, можно ли переносить информацию о тех или иных свойствах одного белка на другой на основании построенного выравнивания.

Основной целью работы было разработать качественную оценку гомологичности выровненных структур.

В настоящей работе использовался набор 3D-выравниваний структур с низким процентом идентичности последовательностей [1]. Выравнивания были построены одной из самых популярных программ DALI [2]. Набор был составлен разработчиками программы DALI для проверки оценки гомологичности структур двух белков, который заложен в их программу. С той же целью – целью проверки предсказательной силы оценки – этот набор был использован и в этой работе.

Предлагаемая оценка гомологичности основана не только на геометрическом описании выравнивания. В большей степени она использует биологическую информацию о том, какие аминокислотные остатки оказались выровнены друг с другом.

Оценка гомологичности (Z-sсore), предложенная авторами алгоритма DALI, считается одной из самых качественных [3]. Однако разработанная оценка превосходит ее по предсказательной способности – на наборе из 816 выравниваний число ошибок Z-score составляет 172, а наша оценка дает 130 ошибок.

В настоящей работе анализировалось количество ошибок при использовании новой меры на выделяемых различными способами («жадным» алгоритмом, динамическим программированием и в ходе построения выравнивания программой DALI) ядрах выравниваний.

Разработанная мера сопровождается программой, которая может посчитать ее для заданного выравнивания и сделать предсказание о гомологичности выровненных структур.

Ссылки:

[1] Liisa Holm, Chris Sander: Decision support system for the evolutionary classification of protein structures. EMBL-EBI

[2] Liisa Holm, Chris Sander: Protein Structure Comparison by Alignment of Distance Matrices. Mol. Biol., 1993, 233, 123-138

[3]  Kolodny R., Koehl P.,  Levitt M.:  Comprehensive Evaluation of Protein Structure Alignment Methods: Scoring by Geometrical Measures. J.Mol.Biol.(2005) 346, 1173-1188