July 14th, 2015
Syntetyczne sekwencje białek oparte na motywach konsensusu zazwyczaj ignorują współewoluujące resztki, które implikują zależności interpozycyjne (IPD). IPD mogą być niezbędne do działania, a projekty, które je ignorują, mogą skutkować nieoptymalnymi wynikami. Protokół ten wykorzystuje StickWRLD do identyfikacji IPD i pomaga w racjonalnym projektowaniu białek, co skutkuje bardziej wydajnymi wynikami.
Ogólnym celem tej procedury jest identyfikacja współewoluujących reszt w wyrównaniach białek, które implikują zależności interpozycyjne lub IPD. Osiąga się to poprzez uprzednie załadowanie wyrównania do świata patyczków, który jest wizualnym narzędziem analitycznym, które tworzy interaktywną reprezentację 3D wyrównania białka i wyraźnie wyświetla różne reszty w świecie patyczków. Każda pozycja w wyrównaniu jest reprezentowana jako kolumna składająca się ze stosu kul, po jednej kuli dla każdego z możliwych 20 aminokwasów w tej pozycji w wyrównaniu, które są zwymiarowane w sposób zależny od częstotliwości, kolumny reprezentujące każdą pozycję są owinięte wokół cylindra, aby reprezentować IPD.
Rysowane są linie między pozostałościami, które współewoluują wyżej lub niżej, niż można by się spodziewać, gdyby pozostałości obecne w tych pozycjach były zależne w programie. Reszta jest dostrajanana do momentu, gdy pojawi się możliwa do opanowania liczba krawędzi, a następnie identyfikowane są krawędzie będące przedmiotem zainteresowania. Ostatecznie świat patyczków służy do identyfikacji pozostałości, które współewoluują ze sobą.
Takie funkcjonalnie wymagane pozostałości nawożeniowe zostały zidentyfikowane w kinazie wentylacyjnej. Jednym z powodów, dla których ludzie zmagają się z tym procesem, jest nowość. Jest to prawie w równym stopniu forma sztuki, co nauka.
Wizualne zademonstrowanie świata kija jest ważne, ponieważ jest to narzędzie do analizy wizualnej i wymaga interakcji użytkownika.Działanie. Użyj komputera, który ma procesor Intel I pięć lub lepszy z co najmniej czterema gigabajtami Bram, działa pod kontrolą systemu Mac OS 10 lub Linux OS i jest wyposażony w biblioteki Pythona wymienione w protokole tekstowym. Pobierz Stick World jako archiwum zip zawierające wszystkie odpowiednie skrypty Pythona.
Pobierz również skrypt FASTA two stick do konwersji standardowych wyrównań sekwencji białek DNA fasta do formatu świata stick. Rozpakuj archiwum i umieść wynikowy folder świata pendrive'a oraz skrypt FASTA two stick na pulpicie. Następnie utwórz wyrównanie sekwencji białek za pomocą dowolnego standardowego oprogramowania do wyrównywania.
Zapisz wyrównanie na pulpicie. Zainfekuj format. Otwórz aplikację terminala na komputerze z systemem makr Linux i przejdź do pulpitu, wpisując CD tilda slash desktop i naciskając Return w terminalu.
Wpisz polecenie, aby uczynić wykonywalny skrypt FASTA z dwoma drążkami, a następnie wpisz polecenie, aby wykonać skrypt. Postępuj zgodnie z instrukcjami wyświetlanymi na ekranie w skrypcie, aby określić nazwę pliku wejściowego i żądaną nazwę wyjściową. Zapisz plik wyjściowy na górze pulpitu.
Przejdź do folderu plików wykonywalnych świata pendrive'a za pomocą aplikacji terminalowej świata uruchamiania komputera Mac lub Linux, wpisując w terminalu Python dash 32 stick world demo PI. Sprawdź, czy panel ładowania danych świata drążka jest widoczny na ekranie. Następnie załaduj przekształcone wyrównanie sekwencji białka, naciskając przycisk ładowania białka.
Wybierz utworzony plik i naciśnij otwarty świat drążka, aby otworzyć kilka nowych okien, w tym kontrolę świata drążka i świat drążka otwarty gl. Wybierz okno świata drążka otwarty GL. Wybierz resetowanie widoku z otwartego menu GL, aby wyświetlić domyślną wizualizację świata drążka w widoku z góry przez cylinder, reprezentujący dane w otwartych oknach GL o zmiennym rozmiarze.
W świecie drążków dostępnych jest kilka opcji widoku. Zaznacz pola etykiet kolumn i etykiet kulek w panelu sterowania świata drążka, aby wyświetlić wartości kolumn i kulek. Usuń zaznaczenie pola wyboru krawędzi kolumn w panelu sterowania świata drążka, aby ukryć linie krawędzi kolumny.
Ustaw grubość kolumny na 0,1 w panelu sterowania świata drążka, aby narysować cienką linię przechodzącą przez kolumny. Aby ułatwić poruszanie się po widoku 3D, naciśnij Return, aby zaakceptować zmianę. Zresetuj widok w oknie GL w świecie drążka.
Następnie naciśnij przycisk pełnego ekranu, aby zmaksymalizować widok do nawigacji w programie. Obróć ekran świata drążka 3D, przytrzymując lewy przycisk myszy podczas przesuwania myszy w dowolnym kierunku. Powiększ ekran świata drążka 3D, przytrzymując prawy przycisk myszy podczas przesuwania myszy w górę lub w dół.
Przeglądaj widok, przesuwając i powiększając współewoluujące pozostałości przekraczające wymagania progowe zarówno p, jak i reszty, są połączone liniami krawędzi. Jeśli jest zbyt wiele lub zbyt mało krawędzi łączących pozostałości, zmień próg resztkowy, aby pokazać mniej lub więcej krawędzi Zwiększ próg resztkowy na bólu kontroli świata drążka, aż nie zostaną pokazane linie krawędzi IPD i powoli zmniejszaj, aż pojawią się relacje. Kontynuuj zwiększanie reszty, aż pojawi się wystarczająca liczba relacji do zbadania.
Zidentyfikuj relacje, które obejmują albo pozostałości o znanym znaczeniu, albo pozostałości, które są dystalne względem siebie w obrębie wyrównania, za pomocą polecenia plus kliknij lewym przyciskiem myszy, wybierz dowolne krawędzie zainteresowania. Panel sterowania światem drążka wskaże kolumny i połączy określone pozostałości. Linie ciągłe reprezentują pozytywne skojarzenia.
Natomiast linie przerywane reprezentują negatywne skojarzenia. Naciśnij przycisk wyjściowych krawędzi w panelu sterowania świata drążka, aby zapisać sformatowany zwykły tekst plik wszystkich widocznych krawędzi w odpowiednim katalogu, w tym pozostałości połączeń i ich rzeczywiste wartości resztkowe. Na pierwszym planie widoczne są duże zależności interpozycyjne klastrowe lub IPD, w tym asocjacja trzech węzłów między glicyną w pozycji 1 32, tyrozyną w pozycji 1 35 i proliną w pozycji 1 41.
W tym przypadku widok został zniekształcony tak, aby umieścić użytkownika nieco powyżej cylindra, odsłaniając IPD między histaminą w pozycji 1 36 a metioniną w pozycji dwadzieścia dziewięć sto siedem reszt odległych. I odwrotnie, motyw pochodny A-P-A-M-H-M-M z tej samej domeny nie wykrywa ich jako specyficznie współwystępującej wariancji motywu, a także definiuje ogólne grupowania w biologicznie niewspieranym schemacie. Wykonując tę procedurę, należy pamiętać, aby wypróbować ją na dwa różne sposoby.
Zacznij od wysokiego residual i idź w dół, lub zacznij od niskiego residual i idź w górę, dzięki czemu możesz eksplorować przestrzeń na dwa różne sposoby.
Ten protokół wykorzystuje StickWRLD do identyfikacji pozostałości współewoluujących w równaniaach białkowych, podkreślając zależności pośrednie (IPD), które są kluczowe dla aktywności białek. Poprzez włączenie IPD do projektowania białek, naukowcy mogą osiągnąć bardziej efektywne wyniki.
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.