Δοκιμή και σύγκριση των λογισμικών

DALI, CE, MATRAS, VAST για εύρεση και υπέρθεση της 3d

δομής.

Εφαρμογή τους σε πρωτεΐνες από την PDB

Παρουσίαση από: Αθηνά Ροπόδη (ΠΙΒ004)

Outline

Εισαγωγή Dali CE MATRAS VAST Συμπεράσματα Βιβλιογραφία

Εισαγωγή

Σήμερα, γνωρίζουμε πως οι συγγενικές πρωτεΐνες δεν χαρακτηρίζονται απαραίτητα από ομολογία στο επίπεδο της αλληλουχίας, αλλά μπορούν να διατηρούν παρόμοια δομή.

Είναι σημαντική η πρόβλεψη και σύγκριση των τρισδιάστατων δομών με βάση την αλληλουχία, τους πίνακες αποστάσεων ή τις συντεταγμένες των C-α στο χώρο.

Outline

Εισαγωγή Dali CE MATRAS VAST Συμπεράσματα Βιβλιογραφία

Ο αλγόριθμος Dali Χρησιμοποιεί πίνακες αποστάσεων, από X-ray

crystallography και Nuclear Magnetic Resonance (NMR), που μπορούν να βρεθούν στη PDB.

Στοχεύει στην εύρεση της μεγαλύτερης κοινής δομής μεταξύ 2 πρωτεϊνών και έχει 2 βασικά βήματα:1. Συστηματική σύγκριση στοιχειωδών υπομονάδων

(patterns) και αποθήκευση των όμοιων patterns σε λίστα.

2. Ένας Monte Carlo αλγόριθμος αντιμετωπίζει τη συνδυαστική πολυπλοκότητα της σύνθεσης των patterns σε μεγαλύτερα κομμάτια.

http://ekhidna.biocenter.helsinki.fi/dali_server/

Για εύρεση δομικά συγγενικών πρωτεϊνικών αλυσίδων. Χρειάζεται περίπου 0-3 μέρες, ανάλογα με το φόρτο εργασίας.

Αποτελέσματα για 8abp (L-ARABINOSE-BINDING PROTEIN)

http://www.ebi.ac.uk/Tools/dalilite/index.html?

DaliLite 2.4.5 για εγκατάσταση και

εφαρμογή αλγόριθμου σε

Linux…

Αποτέλεσμα για σύγκριση 8abp & 2lbp

Outline

Εισαγωγή Dali CE MATRAS VAST Συμπεράσματα Βιβλιογραφία

CE method

Στοιχίζει πολυπεπτιδικές αλυσίδες με βάση το διάνυσμα μεταξύ των C-α. Τα ευθυγραμμισμένα κομμάτια αποτελούν τα aligned fragment pairs (AFPs).

Με ευριστικές μεθόδους βρίσκουμε τη βέλτιστη στοίχιση με την καλύτερη RMSD.

Οι αλυσίδες προσδιορίζονται ως: PPPP:C

http://cl.sdsc.edu/ce.html

Applet compare3D

Φορτώνουμε και υπερθέτουμε τις

αλυσίδες με αντιπροσώπους

διαφόρων βάσεων.

Outline

Εισαγωγή Dali CE MATRAS VAST Συμπεράσματα Βιβλιογραφία

MATRAS

Προκύπτει από: MArkovian TRAnsition of Structure evolution

Εδώ, το σκορ ομοιότητας προκύπτει από τις μαρκοβιανές πιθανότητες μετάβασης και χρησιμοποιώντας μια μέθοδο αντικατάστασης αμινοξέων, όπως της Dayhoff.

Επιτρέπει pairwise & multiple alignment, καθώς και σύγκριση με τη βάση των αντιπροσώπων της PDB και τη SCOP

Παρουσίαση αποτελεσμάτων με διάφορα applets και

plug-ins.

Αναζητώντας για την 8abpA στο 40% των representatives της PDB, σε 20-40 μέσω e-mail, λαμβάνουμε τα αποτελέσματα.

Outline

Εισαγωγή Dali CE MATRAS VAST Συμπεράσματα Βιβλιογραφία

VAST method

Ονομάστηκε από: Vector Alignment Search Tool

Κάνει σύγκριση μεταξύ των συντεταγμένων των C-α. Ο VAST υπολογίζει τη βέλτιστη υπέρθεση μέσω μιας p-value για μια σειρά συνδυασμών μικρότερων fragments που δεν αλληλοκαλύπτονται.

Οι συγγενικές αλυσίδες που βρίσκονται στην MMDB έχουν ήδη προϋπολογιστεί…

Cn3D

Επίσης, επιλέγουμε View Sequence Alignment και List

Outline

Εισαγωγή Dali CE MATRAS VAST Συμπεράσματα Βιβλιογραφία

Συμπεράσματα

Το λογισμικό DALI είναι διαθέσιμο για εγκατάσταση στο σπίτι. Η αναζήτηση σε βάση διαρκεί περισσότερο.

Το CE δεν έχει διαθέσιμο λογισμικό, αλλά είναι αρκετά γρηγορότερο. Έχει, επίσης, applets που βοηθούν στην οπτικοποίηση και συγκρίνει και με αντιπροσώπους άλλων βάσεων.

Συμπεράσματα

Το ΜATRAS έχει πληθώρα applets για οπτικοποίηση και θέλει μέτριο χρόνο για την εκτέλεση σύγκρισης.

Τέλος, στο VAST οι συγγενικές πρωτεΐνες γνωστών αλυσίδων έχουν ήδη υπολογιστεί. Όμοια αποτελέσματα, άριστη εφαρμογή για 3D αναπαράσταση (Cn3D).

Outline

Εισαγωγή Dali CE MATRAS VAST Συμπεράσματα Βιβλιογραφία

Βιβλιογραφία “Protein Structure Comparison by alignment of distance matrices”,1993,

Liisa Holm & Chris Sander “DaliLite workbench for protein structure comparison”, 2000, Liisa Holm

& John Park “Protein Structure Alignment by Incremental Combinatorial Extension (CE) of the Optimal Path”, 1998, Ilya N. Shindyalov & Philip

E. Bourne "MATRAS: a program for protein 3D structure comparison", 2003,

Kawabata T. "Protein tertiary structure comparison using the Markov transition model

of evolution“, 2000, Kawabata T., Nishikawa.K. “Surprising similarities in structure comparison.”, 1996, Gibrat JF, Madej

T, Bryant SH. “Threading a database of protein cores”, 1995, Gibrat JF, Madej T,

Bryant SH. “Introduction to Bioinformatics”, Arthur M. Lesk, 2002,p.221-222

Τέλος…