הדגמה של יישור הרצף לחיזוי בין מינים כלי רגישות להערכה מהירה של שימור חלבונים

בהקשר של בטיחות כימית, פרוטוקול SeqAPASS מספק תהליך מהיר ויעיל להערכת שימור חלבונים במגוון המינים, לצורך אקסטרפולציה של רעילות וידע על מסלולים ביולוגיים. SeqAPASS פותח כממשק מבוסס אינטרנט פשוט, שקוף וידידותי למשתמש עבור אקסטרפולציה מהירה בין מינים, המיועד לשימוש הן על ידי חוקרים והן על ידי מקבלי החלטות. הכלי מתמודד עם האתגר של אקסטרפולציה של ידע רעילות כימית באמצעות מידע זמין על רגישות מינים, כדי לחזות באופן עקבי רגישות כימית עבור מאות עד אלפי מינים שלעולם לא יוכלו להיבדק בסביבה מעבדתית.

כדי להתחיל לעבוד עם הכלי SeqAPASS, תחילה, נווט אל seqapass.epa.gov. משתמשים קיימים יכולים לבחור בלחצן ההתחברות לחשבון שלך. משתמשים חדשים יכולים ליצור חשבון על ידי בחירת הקישור בדף הבית.

לאחר הכניסה לכלי SeqAPASS, נווט אל הכרטיסיה בקש הפעלה של SeqAPASS. SeqAPASS כולל מספר משאבים מועילים שיעזרו למשתמשים לזהות יעד חלבון שאילתה. ניתן לגשת אליהם על ידי לחיצה על הלחצנים הנפתחים תחת זהה יעד חלבון.

לאחר זיהוי יעד חלבון, לחץ על לפי מינים או לפי הצטרפות תחת השווה רצפים של חומצות אמינו ראשוניות. לדוגמה, כדי לנתח את השימור של קולטן האופיואידים mu, לחץ על By Accession והזן את מספר ההצטרפות בתיבת ההצטרפות לחלבון. אלא אם כן כבר זוהתה גישה לחלבון על ידי המשתמש, אפשרות חיפוש המינים מומלצת.

בחר בקש הפעל כדי ליזום את השאילתה. לאחר שליחת השאילתה, בחר את הכרטיסיה מצב הפעלה SeqAPASS בחלק העליון של הדף כדי להציג את מצב ההפעלה שנשלחה. זמן ההשלמה יהיה תלוי בשימוש הנוכחי בכלי.

בכרטיסיה הצג דוחות SeqAPASS, כל הריצות שנערכו תחת חשבון נתון מפורטות. בחר הצג דוח כדי להציג נתונים בדפדפן האינטרנט ולחץ על בקש דוח נבחר כדי לפתוח את הדף 'מידע על חלבון שאילתה ברמה אחת' ולהציג תוצאות ואפשרויות התאמה אישית של נתונים. כדי לפתח ולהפעיל ניתוח SeqAPASS ברמה שתיים, המעריך את השימור של תחומי חלבון ספציפיים, לחץ על סימן הפלוס לצד הכותרת רמה שתיים בדף מידע על חלבון שאילתה ברמה אחת כדי לאכלס את תפריט השאילתות ברמה שתיים.

לחץ על התיבה בחירת תחום כדי לאכלס רשימה של תחומים פונקציונליים עבור חלבון השאילתה. לאחר שתחום מזוהה ממסד הנתונים של תחום שמור של NCBI ונבחר ברשימה הנפתחת SeqAPASS, התחל את שאילתת הרמה שתיים. זה נעשה על ידי לחיצה על הלחצן בקש הפעלת תחום.

לחץ על רענן את רמה שתיים ושלוש ריצות כדי לאכלס נתונים ברמה שתיים. תחת הצג נתונים ברמה שתיים, לחץ על התיבה בחר תחום שהושלם כדי לבחור את הגישה לתחום שהושלמה. לאחר מכן תוכל ללחוץ על לחצן הצג נתונים ברמה שתיים כדי לפתוח את התוצאות.

הנתונים מוצגים תחת הכרטיסיה הצג SeqAPASS עבור הרמה שנבחרה, ראשית, בואו נסתכל על הנתונים ברמה אחת. בדף מידע על חלבון שאילתה, בחר בלחצן האפשרויות לצד הדוח הראשי או המלא כדי להציג את הנתונים בתבנית מרוכזת או מורחבת. למינים תהיה תחזית רגישות של כן או לא, המציינת אם החלבון נשמר ביחס לרצף השאילתות.

במסגרת הדו"ח, לחץ על מזהה החלבון או המין המתאים כדי לקשר למאגרי המידע של NCBI ולגשת למידע נוסף. כדי לחקור נתוני רעילות מתאימים עבור המין עם תחזיות רגישות, גלול לצד השמאלי של טבלת התוצאות כדי להציג את העמודה ECOTOX. לחץ על קישורים כדי לפתוח את המינים המדוברים בתוך מאגר הידע ECOTOXicology, שם תוכל למצוא נתוני רעילות בנוסף לדוחות מלאים וראשוניים, ניתן להציג דוח סיכום של הנתונים על ידי בחירה באפשרות הצג דוח סיכום ברמה אחת.

דוח הסיכום מציג מדדי סיכום ותחזיות רגישות בקבוצות טקסונומיות שונות. ניתן להוריד בקלות נתונים בכל פורמט דוח. כאשר סוג הדוח הרצוי נבחר, לחץ על הורד טבלה כדי לשמור אותה כקובץ גיליון אלקטרוני.

כדי להציג נתונים ברמה שתיים, גלול לראש הכרטיסיה הצג SeqAPASS ובחר רמה שתיים. נתוני SeqAPASS ברמה שתיים מוצגים בדוחות כמו זה של רמה אחת, והם זמינים גם בתחתית הדף מידע על חלבון שאילתה. בחר בלחצן האפשרויות לצד סוג הדוח הרצוי כדי להציג את הנתונים.

דוחות רמה שתיים מציגים מידע דומה לזה של רמה אחת, עם מידע נוסף על תחום החלבון. ניתן להמחיש בקלות נתוני SeqAPASS כדי להקל על הפרשנות. לחץ על סימן החיבור לצד פריט חזותי, ולאחר מכן על לחצן הצג נתונים באופן חזותי, כדי לפתוח BoxPlot אינטראקטיבי בכרטיסיה חדשה.

בכרטיסיה החדשה, בחר בלחצן BoxPlot. בחלק העליון של הדף BoxPlot, אפשרויות בקרה יכולות לעזור למשתמש להתאים אישית את התרשים. משתמשים יכולים להוסיף או להסיר קבוצות טקסונומיות מהגרף, הם יכולים לבחור מינים שיוצגו במקרא, לבחור את אופן ההצגה של שמות המינים ולהדגיש תת-קבוצות של מינים ספציפיים, כגון מינים בסכנת הכחדה או מינים בסכנת הכחדה.

ניתן לייצא ולשמור בקלות פריטים חזותיים. לחץ על הורד BoxPlot כדי לבחור סוג קובץ ולהוריד את האיור. לפני ההורדה, משתמשים יכולים להתאים אישית את רזולוציית סוג הקובץ של התמונה.

למרות שהגדרות ברירת המחדל של הדוח מספיקות לרוב הניתוחים, ניתן לשנות פרמטרים באמצעות תפריטי המשנה בחלק העליון של תפריט Query Protein Information. כדי לתעד את הגדרות הדוח הנוכחיות, לחץ על לחצן הורד הגדרות דוח נוכחיות כדי להוריד קובץ הלוכד את ההגדרות הנוכחיות שהוחלו. זה יכול להיעשות עבור רמה אחת ורמה שתיים.

כאן הדוגמה היא לרמה אחת. כדי ליזום ניתוח SeqAPASS ברמה שלוש, נווט אל הדף מידע על חלבון שאילתה ברמה אחת ולחץ על סימן הפלוס לצד הכותרת רמה שלוש כדי לאכלס את תפריט השאילתות ברמה שלוש המאפשר השוואות של שאריות חומצות אמינו בודדות. לפני שניתן לבצע ניתוח ברמה שלוש, יש לזהות שאריות ספציפיות של חומצות אמינו באמצעות סקירת הספרות הקיימת.

לחץ על סימן החיבור לצד סייר ההפניות כדי לפתוח את כלי סייר ההפניות. זה יכול לעזור לך ליצור מחרוזת בוליאנית מוגדרת מראש כדי לבצע שאילתה על ספרות זמינה. לחץ על הקישור צור Google Scholar כדי ליצור מחרוזת חיפוש ספרות.

ניתן להעתיק זאת ולהשתמש בה כדי לחפש במאגרי הספרות הרצויים. לחלופין, בחירה באפשרות חיפוש ב-Google Scholar תחפש באופן אוטומטי ספרות של Google Scholar באמצעות מחרוזת החיפוש המוגדרת מראש. לאחר בחירת שאריות חומצות אמינו, משתמשים יכולים להגדיר ניתוח ברמה שלוש.

בחר את רצף התבניות שאליו המינים שנבחרו על-ידי המשתמש יתיישרו ויושוו. לחלופין, ניתן להזין רצפי תבניות נוספים בתיבה השוואות נוספות. לפני יישור רצפים ספציפיים, על המשתמשים להזין שם הפעלה המוגדר על-ידי המשתמש.

פעולה זו תשמש לזיהוי הריצה. בחר את הקבוצה הטקסונומית בתיבה בחר קבוצה טקסונומית. יש לציין כי תהליך זה יחזור על עצמו עבור כל הקבוצות הטקסונומיות שעבורן המשתמש מעוניין להעריך לשימור.

לאחר שכל המינים הרצויים נבחרים ליישור לרצף התבניות, בחר בקש שאריות הפעלה. לאחר יישור כל המינים, לחץ על רענן את הרמה שתיים ושלוש ריצות, כדי לאכלס את תפריט בחירת שם הפעלה ברמה שלוש במשימות שהושלמו. ניתן להציג נתונים ברמה שלוש לפי קבוצה טקסונומית בודדת, או בקבוצות טקסונומיות מרובות.

לחץ על שלב נתונים ברמה שלוש כדי לפתוח את תיבת הדו-שיח המשולבת ברמה שלוש, ולנתח קבוצות טקסונומיות מרובות יחד בו-זמנית. באמצעות תיבת הדו-שיח שילוב דוחות ברמה שלוש, בחר את תבנית רמה שלוש שתשמש כבסיס להשוואה. לאחר מכן, בחר אילו משימות שהושלמו להשוות.

סדר משימות ברמה שלוש כרצונך, ולחץ על הצג נתונים ברמה שלוש כדי להפיק דף דוח ברמה שלוש. בדף מידע על חלבון בתבנית רמה שלוש, מוצגים מיקומי חומצות אמינו שזוהו בעבר מרצף התבניות, וניתן לבחור אותם ליישור. הזן מיקומים בתיבת הטקסט כשהם מופרדים בפסיקים, או לחלופין, בחר מרשימת השאריות.

לאחר הזנת כל המיקומים, בחר העתק לרשימת השאריות כדי להעביר שאריות לתיבת הבחירה. לאחר שכל מיקומי חומצות האמינו נבחרו ונבדקו לדיוק, לחץ על עדכן דוח כדי לעדכן רצפים מיושרים עם המיקומים שצוינו. גלול לתחתית הדף כדי להציג דוח של התוצאות.

בדומה לרמות קודמות, בחר בלחצן האפשרויות לצד הדוח הראשי או המלא כדי לבחור את סוג הדוח. דוחות רמה שלוש מציגים מינים וחלבונים דומים, וכוללים מידע על יישור ושימור עבור כל שאריות חומצות אמינו שהוערכו. כדי לשמור את הדוח, לחץ על הורד טבלה בתחתית הדוח ושמור אותו כקובץ גיליון אלקטרוני.

משתמשים יכולים גם לבחור הצג דוח סיכום ברמה שלוש כדי להציג ולהוריד טבלת דוח סיכום. כדי להציג פריט חזותי עבור נתונים ברמה שלוש, לחץ על סימן החיבור לצד כותרת התצוגה החזותית ובחר הצג נתונים באופן חזותי כדי לפתוח דף חדש. לחץ על מפת חום בדף מידע התצוגה החזותית כדי לפתוח את הגרפיקה והפקדים האינטראקטיביים.

בדף התצוגה החזותית תחת פקדים, בחר את הקבוצות הטקסונומיות שיוצגו במפת החום, העבר אותן באמצעות לחצן החץ וסדר אותן מחדש אם תרצה בכך. כברירת מחדל, ההדמיה של מפת החום מציגה את השם הנפוץ של המין, את תחזיות הרגישות הכוללות ואת מצב ההתאמה של כל שאריות חומצות אמינו. אפשרויות לטיפול בהגדרות מפת חום נמצאות בתפריטים הניתנים להרחבה תחת הכותרת בקרה.

תחת אפשרויות דוח, ניתן לבחור דוח פשוט או מלא, וניתן להחליף את המינים המוצגים בין שמות נפוצים או מדעיים. תחת 'בחירות אופציונליות', ניתן לבחור ולסמן במפת החום תת-קבוצות של מינים, כגון מועמדים לאורתולוגים, מינים בסכנת הכחדה, מינים בסכנת הכחדה ואורגניזמי מודל נפוצים. תחת הגדרות מפת חום, ניתן להתאים אישית את המידע המוצג במפת החום, על-ידי ביטול סימון וסימון תיבות.

ניתן להסיר תחזיות רגישות וטקסט רגישות, ולהסיר יישורים של חומצות אמינו ומידע על חומצות אמינו. כדי לשמור את התצוגה החזותית של מפת החום, לחץ על הורד מפת חום ובחר את סוג הקובץ הרצוי. SeqAPASS כולל דוח סיכום החלטות, המאפשר למשתמשים להעריך במהירות תחזיות רגישות על פני רמות ומינים בו זמנית.

לחיצה על דחיפת רמה לדוח DS מדפי התוצאות או התצוגה החזותית של הנתונים תעביר את הנתונים לכרטיסיה דוח DS, שבה ניתן לשלב ולהציג את כל רמות הניתוחים. התוצאות של ניתוח רמה אחת עבור קולטן האופיואידים mu מראות חתך רגישות של 55% עם אחוזי דמיון ליונקים, ציפורים, זוחלים, דו-חיים ורוב מיני הדגים שנופלים מעל לחתך זה, ומקבלים תחזית רגישות של כן. הקופסאות האלה לגמרי מתחת לניתוק מקבלות ניבוי רגישות של לא.

ניתוח רמה שתיים עבור תחום תפקודי האופיואידים של mu זיהה חתך רגישות גבוה יותר של 88% דמיון עם יונקים, ציפורים, זוחלים, דו-חיים ורוב מיני הדגים מעל חתך זה, וסיפק קו נוסף של ראיות לשימור, או לקולטן האופיואידים mu על פני בעלי חוליות. במסגרת הניתוח ברמה שלוש, כל המינים שנבדקו הביאו לניבוי רגישות של כן. מכיוון שחומצות אמינו אלה חשובות בקשירת אגוניסטים חזקים של קולטני אופיואידים ואנטגוניסטים חזקים, נתונים אלה מצביעים על כך שתרכובות אופיואידים המכוונות לקולטנים אנושיים עשויות לקיים אינטראקציה דומה עם קולטנים בין מינים של בעלי חוליות.

רמה 3 של SeqAPASS שימושית ליצירת השערות. גם אם שאריות של חומצות אמינו קריטיות אינן ידועות בחלבון המעניין, ניתן להשתמש בכלי כדי להסתכל על מינים שונים ולזהות היכן קיים שימור, או שהוא פחות שמור. לאחר מכן ניתן לבחון את ההשערות הללו באמצעות טכניקות של ביולוגיה מולקולרית, כגון מחקרי מוטגנזה מכוונת אתר.

ההתמקדות הראשונית של SeqAPASS הייתה במטרות כימיות. עם זאת, המחקר שלנו מתרחב כדי לחקור אנזימים מטבוליזם ראשוניים, חלבוני הובלה, כמו גם חלבונים המעורבים בביואקומולציה.