Demonstration der Sequenzausrichtung zur Vorhersage über Spezies hinweg Suszeptibilitätstool zur schnellen Bewertung der Proteinkonservierung

Zusammenfassung

Hier stellen wir ein Protokoll vor, um die neueste Version des SeqAPASS-Tools (Sequence Alignment to Predict Across Species Susceptibility) der US Environmental Protection Agency zu verwenden. Dieses Protokoll demonstriert die Anwendung des Online-Tools zur schnellen Analyse der Proteinkonservierung und zur Bereitstellung anpassbarer und leicht interpretierbarer Vorhersagen der chemischen Empfindlichkeit über Spezies hinweg.

Zusammenfassung

Das SeqAPASS-Tool (Sequence Alignment to Predict Across Species Susceptibility) der US-Umweltschutzbehörde ist eine schnelle, frei verfügbare Online-Screening-Anwendung, mit der Forscher und Regulierungsbehörden Toxizitätsinformationen über Spezies hinweg extrapolieren können. Für biologische Ziele in Modellsystemen wie menschlichen Zellen, Mäusen, Ratten und Zebrafischen liegen Toxizitätsdaten für eine Vielzahl von Chemikalien vor. Durch die Bewertung der Proteinzielkonservierung kann dieses Werkzeug verwendet werden, um Daten, die aus solchen Modellsystemen generiert werden, auf Tausende anderer Arten ohne Toxizitätsdaten zu extrapolieren, was Vorhersagen der relativen intrinsischen chemischen Suszeptibilität liefert. Die neuesten Versionen des Tools (Versionen 2.0-6.1) enthalten neue Funktionen, die eine schnelle Synthese, Interpretation und Verwendung der Daten für die Veröffentlichung sowie Grafiken in Präsentationsqualität ermöglichen.

Zu diesen Funktionen gehören anpassbare Datenvisualisierungen und ein umfassender zusammenfassender Bericht, der SeqAPASS-Daten zur einfachen Interpretation zusammenfasst. In diesem Dokument wird das Protokoll beschrieben, mit dem Benutzer durch das Einreichen von Aufträgen, das Navigieren durch die verschiedenen Ebenen von Proteinsequenzvergleichen sowie die Interpretation und Anzeige der resultierenden Daten geführt werden. Neue Funktionen von SeqAPASS v2.0-6.0 werden hervorgehoben. Darüber hinaus werden zwei Anwendungsfälle beschrieben, die sich auf die Konservierung von Transthyretin- und Opioidrezeptorproteinen mit diesem Werkzeug konzentrieren. Schließlich werden die Stärken und Grenzen von SeqAPASS diskutiert, um den Anwendungsbereich für das Tool zu definieren und verschiedene Anwendungen für die artenübergreifende Extrapolation hervorzuheben.

Einleitung

Traditionell stützt sich die Toxikologie stark auf die Verwendung von Ganztierversuchen, um die für die Stoffsicherheitsbeurteilung erforderlichen Daten zu liefern. Solche Methoden sind typischerweise kostspielig und ressourcenintensiv. Aufgrund der großen Anzahl der derzeit verwendeten Chemikalien und des rasanten Tempos, mit dem neue Chemikalien entwickelt werden, besteht jedoch weltweit ein anerkannter Bedarf an effizienteren Methoden des chemischen Screenings ^1,2. Dieser Bedarf und der daraus resultierende Paradigmenwechsel weg von Tierversuchen hat zur Entwicklung vieler neuer Ansatzmethoden geführt, daru....

Protokoll

1. Erste Schritte

HINWEIS: Das hier vorgestellte Protokoll konzentriert sich auf das Dienstprogramm und die wichtigsten Funktionen des Tools. Detaillierte Beschreibungen von Methoden, Funktionen und Komponenten finden Sie auf der Website in einem umfassenden Benutzerhandbuch (Tabelle 1).

Tabelle 1: Entwicklung des SeqAPASS-Tools. Eine Liste der Funktionen und Updates, die dem SeqASPASS-Tool seit der ersten Bereitstellung hinzugefügt wurden. Abkürzungen: SeqAPASS = Sequence Alignment to Predict Across Species Susceptibility; ECOTOX = ECOTOXicology Wissensdatenbank. ....

Ergebnisse

Um die Anwendung des SeqAPASS-Tools zu demonstrieren und neue Funktionen hervorzuheben, werden zwei Fallstudien beschrieben, die Fälle darstellen, in denen die Proteinkonservierung vorhersagt, dass es Unterschiede in der chemischen Anfälligkeit zwischen den Arten gibt (humanes Transthyretin) und dass es keine Unterschiede gibt (μ Opioidrezeptor [MOR]). Das erste dieser Beispiele befasst sich mit Proteinsequenz-/Strukturvergleichen zur Vorhersage des Anwendungsbereichs für unerwünschte Ergebnispfade (AOPs, siehe T.......

Diskussion

Es ist allgemein anerkannt, dass es nicht möglich ist, genügend Arten empirisch zu testen, um die genomische, phänotypische, physiologische und Verhaltensvielfalt lebender Organismen zu erfassen, die Chemikalien von toxikologischem Interesse ausgesetzt sein können. Das Ziel von SeqAPASS ist es, die Nutzung bestehender und kontinuierlich expandierender Proteinsequenz- und Strukturdaten zu maximieren, um die Extrapolation von chemischen Toxizitätsdaten / Wissen von getesteten Organismen auf Hunderte oder Tausende anderer S.......

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
Tabellenkalkulationsprogramm	N/A	N/A	Jedes Programm, das zum Anzeigen und Arbeiten mit CSV-Dateien verwendet werden kann (z. B. Microsoft Excel, OpenOffice Calc, Google Docs), kann für den Zugriff auf Datenexportdateien verwendet werden.
Grundlegende Computereinrichtung und Internetzugang	N/A	N/A	SeqAPASS ist ein kostenloses Online-Tool, das einfach über eine Internetverbindung verwendet werden kann. Es sind keine Software-Downloads erforderlich.