Optimierung der synthetische Proteine: Bezeichnung interpositional Abhängigkeiten Anzeige- strukturell und / oder funktionell verknüpft Rückstände

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, korrelierend evolutionierte Reste in Proteinalignierungen zu identifizieren, die auf interpositionelle Abhängigkeiten (IPDs) hindeuten. Dies wird erreicht, indem zunächst die Alignment-Datei in Stick World geladen wird, einem Visual-Analytics-Tool, das eine interaktive 3D-Darstellung einer Proteinalignment erzeugt und korrelierend variable Reste in Stick World deutlich sichtbar macht. Jede Position in der Alignment wird als Spalte dargestellt, die aus einem Stapel von Kugeln besteht, wobei je eine Kugel für jeden der möglichen 20 Aminosäuren an dieser Position innerhalb der Alignment steht; die Größe der Kugeln ist abhängig von der Häufigkeit. Die Spalten, die jeweils eine Position repräsentieren, sind zylindrisch angeordnet, um die IPDs darzustellen.

Es werden Linien zwischen Resten gezogen, die stärker oder schwächer ko-evolvieren, als es zu erwarten wäre, wenn die an diesen Positionen vorliegenden Reste innerhalb des Programms abhängig wären. Der Restwert wird so lange angepasst, bis eine überschaubare Anzahl von Kanten vorliegt, und anschließend werden die interessierenden Kanten identifiziert. Letztendlich wird die Stickdarstellung verwendet, um Reste zu identifizieren, die miteinander ko-evolvieren.

Solche funktionell erforderlichen Capping-Reste wurden in einer Ventilatorkinase identifiziert. Einer der Gründe, warum Menschen bei diesem Prozess Schwierigkeiten haben, liegt in der Neuheit. Es ist fast ebenso sehr eine Kunstform wie eine Wissenschaft.

Die visuelle Demonstration von Stick World ist wichtig, da es sich um ein Werkzeug der visuellen Analyse handelt, das eine Benutzerinteraktion erfordert. Verwenden Sie einen Computer mit einem Intel i5-Prozessor oder besser, der über mindestens vier Gigabyte RAM verfügt, Mac OS 10 oder Linux OS ausführt und mit den in der Textanleitung aufgeführten Python-Bibliotheken ausgestattet ist. Laden Sie Stick World als ZIP-Archiv herunter, das alle relevanten Python-Skripte enthält.

Laden Sie außerdem das FASTA-Zwei-Stäbchen-Skript herunter, um Standard-Fasta-DNA-Proteinsequenzalignments in das Stäbchenwelt-Format umzuwandeln. Entpacken Sie das Archiv und legen Sie den resultierenden Ordner für die Stäbchenwelt und das FASTA-zu-Stäbchen-Skript auf dem Desktop ab. Erstellen Sie anschließend ein Alignment der Proteinsequenzen mithilfe einer gängigen Alignmentsoftware.

Speichern Sie die Ausrichtung auf dem Desktop. Erzeugen Sie ein Format. Öffnen Sie die Terminalanwendung auf dem Makro-Linux-Computer und navigieren Sie zum Desktop, indem Sie im Terminal „CD Tilde Schrägstrich Desktop“ eingeben und die Eingabetaste drücken.

Geben Sie den Befehl ein, um das FASTA-Zwei-Stick-Skript ausführbar zu machen, und geben Sie dann den Befehl ein, um das Skript auszuführen. Befolgen Sie die Bildschirmanweisungen des Skripts, um den Namen der Eingabedatei und den gewünschten Ausgabedateinamen anzugeben. Speichern Sie die Ausgabedatei auf dem Desktop.

Navigieren Sie mithilfe der Terminalanwendung des Mac- oder Linux-Computers in den Ordner mit den Stick-World-Executables und starten Sie Stick World, indem Sie im Terminal Python -32 stickworld_demo.py eingeben. Vergewissern Sie sich, dass das Stick-World-Datenlade-Fenster auf dem Bildschirm sichtbar ist. Laden Sie dann die konvertierte Proteinsequenzalignierung, indem Sie die Schaltfläche „Load Protein“ betätigen.

Wählen Sie die erstellte Datei aus und klicken Sie auf „Öffnen“. Daraufhin werden mehrere neue Fenster geöffnet, darunter „Stick World Control“ und „Stick World Open GL“. Wählen Sie das Fenster „Stick World Open GL“. Wählen Sie im Open-GL-Menü die Option „Ansicht zurücksetzen“, um die Standard-Stick-World-Visualisierung in einer Draufsicht durch den Zylinder angezeigt zu bekommen, die in den skalierbaren Open-GL-Fenstern dargestellt wird.

Es gibt mehrere Anzeigeoptionen in der Stabdarstellung. Aktivieren Sie die Kontrollkästchen für Spaltenbeschriftungen und Kugelbeschriftungen im Bedienfeld der Stabdarstellung, um Werte für Spalten und Kugeln anzuzeigen. Deaktivieren Sie das Kontrollkästchen für Spaltenkanten im Bedienfeld der Stabdarstellung, um die Linien der Spaltenkanten auszublenden.

Stellen Sie die Spaltendicke im Stick-World-Steuerungsfeld auf 0,1 ein, um eine dünne Linie durch die Spalten zu zeichnen. Drücken Sie die Eingabetaste, um die Änderung zu bestätigen, wodurch die Navigation in der 3D-Ansicht erleichtert wird. Setzen Sie die Ansicht im Stick-World-Open-GL-Fenster zurück.

Drücken Sie dann die Vollbildschaltfläche, um die Ansicht zu vergrößern und innerhalb des Programms navigieren zu können. Drehen Sie die 3D-Stabmodell-Ansicht, indem Sie die linke Maustaste gedrückt halten und die Maus in beliebiger Richtung bewegen. Vergrößern Sie die 3D-Stabmodell-Ansicht, indem Sie die rechte Maustaste gedrückt halten und die Maus nach oben oder unten bewegen.

Durchsuchen Sie die Ansicht, indem Sie durch Schwenken und Zoomen die ko-evolvierenden Reste anzeigen, deren Werte die Schwellenwerte sowohl für p als auch für das Residuum überschreiten; diese Reste sind über Kantenlinien miteinander verbunden. Falls zu viele oder zu wenige Kanten zwischen den Resten bestehen, ändern Sie den Residuen-Schwellenwert, um weniger oder mehr Kanten anzuzeigen. Erhöhen Sie den Residuen-Schwellenwert an der Stabwelt-Steuerung schrittweise, bis keine IPD-Kantenlinien mehr angezeigt werden, und senken Sie ihn dann langsam ab, bis Beziehungen sichtbar werden. Setzen Sie die Erhöhung des Residuen-Schwellenwerts fort, bis eine ausreichende Anzahl an Beziehungen zur Untersuchung vorhanden ist.

Identifizieren Sie mithilfe von Befehlstaste plus Linksklick Beziehungen, die entweder Reste von bekanntem Interesse oder räumlich voneinander entfernte Reste innerhalb der Alignierung betreffen; wählen Sie beliebige Kanten von Interesse aus. Das Steuerfeld „Stick World“ zeigt die Spalten an und verbindet spezifische Reste. Durchgezogene Linien stellen positive Assoziationen dar.

Während gestrichelte Linien negative Assoziationen darstellen. Drücken Sie die Schaltfläche „Kanten ausgeben“ im Bedienfeld der Stick-Welt, um eine einfach formatierte Textdatei aller sichtbaren Kanten im richtigen Verzeichnis zu speichern, einschließlich der gemeinsamen Reste und ihrer tatsächlichen Restwerte. Ein großer Verbund interpositionaler Abhängigkeiten oder IPDs, einschließlich einer dreiköpfigen Assoziation zwischen Glycin an Position 1 32, Tyrosin an Position 1 35 und einem Prolin an Position 1 41, ist im Vordergrund sichtbar.

Hier wurde die Ansicht so verschoben, dass der Benutzer leicht oberhalb des Zylinders positioniert ist, wodurch ein IPD zwischen einem Histamin an Position 1 36 und einem Methionin an Position zwanzigneun hunderertsieben Aminosäuren entfernt sichtbar wird. Umgekehrt erfasst das aus demselben Bereich abgeleitete Motiv A-P-A-M-H-M-M diese Wechselwirkungen nicht als spezifisch koauftretende Motivvarianten und definiert zudem die Gesamtgruppierungen nach einem biologisch nicht gestützten Schema. Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, daran zu denken, es auf zwei verschiedene Arten auszuprobieren.

Beginnen Sie mit einem hohen Restbestand und arbeiten Sie sich nach unten vor, oder beginnen Sie mit einem niedrigen Restbestand und arbeiten Sie sich nach oben vor, und auf diese Weise können Sie den Raum auf zwei verschiedene Arten erkunden.