stringtranslate.com

Экспозиция полусферы

Конструкция Half Sphere Exposure (HSE). Эта простая двумерная мера воздействия растворителя подсчитывает количество соседей в двух куполах (с радиусом R, обычно равным 10 или 12 Å ) вокруг атома Cα . Она проста и чрезвычайно быстра в вычислении и превосходит широко используемую меру Contact Number. Пара значений HSE (вверх и вниз) в приведенном выше примере равна (3,5).

Half Sphere Exposure (HSE) — это мера воздействия растворителя на белок , впервые введенная Хамельриком (2005). [1] Как и все меры воздействия растворителя, она измеряет, насколько скрыты аминокислотные остатки в белке . Она находится путем подсчета числа соседей аминокислот в двух полусферах выбранного радиуса вокруг аминокислоты. Расчет HSE находится путем деления сферы контактного числа (CN) на две половины плоскостью, перпендикулярной вектору Cβ-Cα. Это простое деление сферы CN приводит к двум поразительно разным мерам, HSE-up и HSE-down. HSE-up определяется как число атомов Cα в верхней половине (содержащей псевдо-Cβ атом), и аналогично HSE-down определяется как число атомов Cα в противоположной сфере.

Если доступны только атомы Cα (как в случае многих упрощенных представлений структуры белка), можно использовать связанную меру, называемую HSEα. HSEα использует псевдо-Cβ вместо реального атома Cβ для своих расчетов. Положение этого псевдо-Cβ атома (pCβ) выводится из положений предыдущего Cα −1 и последующего Cα +1 . Вектор Cα-pCβ вычисляется путем сложения векторов Cα −1 -Cα 0 и Cα +1 -Cα 0 .

HSE используется для прогнозирования прерывистых эпитопов В-клеток. [2] Сонг и др. разработали онлайн-сервер под названием HSEpred для прогнозирования экспозиции полусферы из первичных последовательностей белка. [3] Сервер HSEpred может достигать коэффициентов корреляции 0,72 и 0,68 между прогнозируемыми и наблюдаемыми показателями HSE-up и HSE-down соответственно при оценке на хорошо подготовленном наборе данных негомологичной структуры белка. Более того, число контактов остатков (CN) также может быть точно предсказано веб-сервером HSEpred с использованием суммирования прогнозируемых значений HSE-up и HSE-down, что еще больше расширило применение этой новой меры экспозиции растворителя.

Недавно Хеффернан и др. разработали наиболее точный предиктор для HSEα и HSEβ на основе большого набора данных с использованием многошагового итеративного глубокого обучения нейронной сети. [4] Предсказанный HSEa показывает более высокий коэффициент корреляции к изменению стабильности за счет мутантов остатков, чем предсказанные HSEβ и ASA. Результаты, вместе с его простым расчетом на основе атома Ca, подчеркивают потенциальную полезность предсказанного HSEa для предсказания и уточнения структуры белка, а также предсказания функции.

Ссылки

  1. ^ Хамельрик, Т. (2005), «У аминокислоты две стороны: новая двумерная мера дает иной взгляд на воздействие растворителя», Белки: структура, функция и биоинформатика , 59 (1): 38–48, CiteSeerX  10.1.1.516.4528 , doi :10.1002/prot.20379, PMID  15688434, S2CID  10631851.
  2. ^ Sweredoski, Michael J.; Baldi, Pierre (2008), «PEPITO: Улучшенное предсказание прерывистого эпитопа В-клеток с использованием множественных пороговых значений расстояния и экспозиции полусферы», Bioinformatics , 24 (12): 1459–1460, doi : 10.1093/bioinformatics/btn199 , PMID  18443018.
  3. ^ Song, J.; Tan, H.; Takemoto, K.; Akutsu, T. (2008), "HSEpred: прогнозирование воздействия полусферы на основе последовательностей белков", Bioinformatics , 24 (13): 1489–1497, doi : 10.1093/bioinformatics/btn222 , PMID  18467349.
  4. ^ Хеффернан, Рис и др. (2016), «Высокоточное предсказание на основе последовательности полусферических экспозиций аминокислотных остатков в белках», Биоинформатика , 32 (6): 843–9, doi :10.1093/bioinformatics/btv665, PMID  26568622, S2CID  22034498