July 14th, 2015
합의 모티프를 기반으로 하는 합성 단백질 서열은 일반적으로 IPD(Interpositional Dependencies)를 암시하는 공진화 잔기를 무시합니다. IPD는 활동에 필수적일 수 있으며, 이를 무시하는 설계는 차선의 결과를 초래할 수 있습니다. 이 프로토콜은 StickWRLD를 사용하여 IPD를 식별하고 합리적인 단백질 설계에 정보를 제공하여 보다 효율적인 결과를 얻을
수 있습니다.이 절차의 전반적인 목표는 IPD(interpositional dependency)를 암시하는 단백질 정렬에서 공진화하는 잔류물을 식별하는 것입니다. 이것은 먼저 단백질 정렬의 대화형 3D 표현을 생성하고 스틱 세계에 co-varying residue를 명확하게 표시하는 시각적 분석 도구인 stick world에 정렬을 로드하여 수행됩니다. 얼라인먼트의 각 위치는 구의 스택으로 구성된 열로 표시되며, 주파수 종속 방식으로 크기가 조정된 얼라인먼트 내의 해당 위치에 있는 가능한 20개의 아미노산 각각에 대해 하나의 구이며, 각 위치를 나타내는 열은 IPD를 나타내기 위해 실린더 주위로 감겨 있습니다.
잔기 사이에 선이 그려지며, 이는 위치에 존재하는 잔기가 프로그램 내에서 종속된 경우 예상되는 것보다 높거나 낮게 공진화합니다. 관리 가능한 수의 엣지가 있을 때까지 잔차가 조정된 다음 관심 엣지가 식별됩니다. 궁극적으로 스틱 세계는 서로 공진화하는 잔류물을 식별하는 데 사용됩니다.
이러한 기능적으로 필요한 코빙 잔류물은 환기 키나아제에서 확인되었습니다. 사람들이 이 과정에 어려움을 겪는 이유 중 하나는 참신함 때문입니다. 그것은 과학인 동시에 예술 형태입니다.
스틱 월드를 시각적으로 보여주는 것은 시각적 분석 도구이며 사용자 상호 작용이 필요하기 때문에 중요합니다.Action. Intel i five 이상의 프로세서와 최소 4GB의 Bram이 실행되고, Mac OS 10 또는 Linux OS를 실행하고, 텍스트 프로토콜에 나열된 Python 라이브러리가 장착된 컴퓨터를 사용합니다. Stick World를 모든 관련 Python 스크립트를 포함하는 zip 아카이브로 다운로드하십시오.
또한 표준 fasta DNA 단백질 염기서열 정렬을 스틱 월드 형식으로 변환하기 위한 FASTA two stick 스크립트를 다운로드하십시오. 아카이브를 추출하고 결과 스틱 월드 폴더와 FASTA 두 개의 스틱 스크립트를 바탕 화면에 넣습니다. 그런 다음 표준 정렬 소프트웨어를 사용하여 단백질 염기서열의 정렬을 생성합니다.
정렬을 바탕 화면에 저장합니다. 형식을 감염시킵니다. 매크로 Linux 컴퓨터에서 터미널 응용 프로그램을 열고 터미널에서 CD tilda slash desktop을 입력하고 Return 키를 눌러 바탕 화면으로 이동합니다.
명령을 입력하여 FASTA 두 개의 스틱 스크립트를 실행 가능하게 만든 다음 스크립트를 실행하는 명령을 입력합니다. 스크립트에서 제공하는 화면의 지시에 따라 입력 파일 이름과 원하는 출력 이름을 지정합니다. 출력 파일을 바탕 화면 상단에 저장합니다.
Mac 또는 Linux 컴퓨터의 터미널 응용 프로그램을 사용하여 스틱 월드 실행 파일 폴더로 이동하고 터미널에 Python dash 32 stick world demo PI를 입력하여 스틱 월드를 시작합니다. 스틱 월드 데이터 로더 패널이 화면에 표시되는지 확인합니다. 그런 다음 load protein 버튼을 눌러 변환된 단백질 염기서열 정렬을 로드합니다.
생성된 파일을 선택하고 open stick world를 누르면 stick world control 및 stick world open gl을 포함한 여러 새 창이 열립니다. stick world open GL 창을 선택합니다. 열려 있는 GL 메뉴에서 재설정 보기를 선택하여 크기를 조정할 수 있는 열린 GL 창에 데이터를 나타내는 실린더를 통한 하향식 보기에 기본 스틱 세계 시각화를 표시합니다.
스틱 세계에는 여러 보기 옵션이 있습니다. 스틱 세계 제어 창에서 열 레이블과 공 레이블에 대한 상자를 선택하여 열과 공에 대한 값을 표시합니다. 스틱 월드 컨트롤 창에서 열 가장자리 상자를 선택 취소하여 열 가장자리 선을 숨깁니다.
스틱 세계 제어 창에서 열 두께를 0.1로 설정하여 열을 통해 가는 선을 그립니다. 3D 뷰를 더 쉽게 탐색할 수 있도록 Return 키를 눌러 변경 사항을 적용합니다. 스틱 월드 열린 GL 창에서 뷰를 재설정합니다.
그런 다음 전체 화면 버튼을 눌러 보기를 최대화하여 프로그램 내에서 탐색합니다. 마우스 왼쪽 버튼을 누른 상태에서 마우스를 원하는 방향으로 움직여 3D 스틱 월드 디스플레이를 회전합니다. 3D 스틱 월드 디스플레이는 마우스 오른쪽 버튼을 누른 상태에서 마우스를 위 또는 아래로 움직여 확대/축소합니다.
이동 및 확대/축소를 통해 뷰를 탐색하고, p와 잔차의 임계값 요구 사항을 초과하는 공진화 잔차는 가장자리 선을 통해 연결됩니다. 잔류물을 연결하는 가장자리가 너무 많거나 너무 적은 경우 잔류 임계값을 변경하여 더 적거나 더 많은 가장자리를 표시합니다. IPD 가장자리 선이 표시되지 않을 때까지 스틱 세계 제어 통증의 잔류 임계값을 늘리고 관계가 나타날 때까지 천천히 감소합니다. 조사할 관계 수가 충분할 때까지 잔차를 계속 늘립니다.
알려진 관심 잔류 물 또는 선형 내에서 서로 원위에있는 잔류 물을 포함하는 관계를 식별하고 명령을 사용하여 마우스 왼쪽 버튼을 클릭하고 관심있는 모서리를 선택하십시오. 스틱 세계 제어 창은 열을 표시하고 특정 잔류물을 연결합니다. 실선은 양의 연관성을 나타냅니다.
점선은 음의 연관성을 나타냅니다. 스틱 세계 제어 창에서 output edges 버튼을 눌러 조인트 잔류 물 및 실제 잔류 값을 포함하여 적절한 디렉토리에 보이는 모든 가장자리의 일반 텍스트 형식 파일을 저장합니다. 위치 1 32의 글리신, 위치 1 35의 티로신 및 위치 1 41의 프롤린 사이의 3노드 결합을 포함한 대규모 클러스터 위치 간 종속성 또는 IPD가 전경에서 볼 수 있습니다.
여기서, 보기는 사용자를 실린더보다 약간 위에 위치시키도록 왜곡되어 1 36 위치의 히스타민과 29 107 잔기 거리의 메티오닌 사이의 IPD를 나타냅니다. 반대로, 동일한 도메인의 A-P-A-M-H-M-M 파생 모티프는 이를 특별히 동시 발생 모티프 분산으로 감지하지 못하며 생물학적으로 지원되지 않는 체계로 전체 그룹화를 정의합니다. 이 절차를 수행할 때 두 가지 다른 방법을 시도하는 것을 기억하는 것이 중요합니다.
높은 잔차로 시작하여 아래로 작업하거나, 낮은 잔차로 시작하여 위로 올라가면 두 가지 방법으로 공간을 탐색할 수 있습니다.
이 프로토콜은 StickWRLD를 사용하여 단백질 정렬에서 공동 진화하는 잔기를 식별하여 단백질 활성에 중요한 상호 의존성(IPD)을 강조합니다. IPD를 단백질 설계에 통합함으로써 연구자들은 더 효율적인 결과를 얻을 수 있습니다.
Identifying interpositional dependencies (IPDs) in protein sequences enables more accurate synthetic protein design by revealing evolutionarily conserved residue relationships that influence folding, stability, and function. Ignoring these covariations risks generating non-viable consensus sequences that lack biological relevance. StickWRLD provides a visual analytics approach to detect such dependencies, supporting rational engineering of therapeutic proteins with improved predictive confidence.
The method integrates into the discovery workflow by informing target validation through mechanistic insight and enabling lead optimization via structure-guided design informed by evolutionary covariation.