$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. Primeiros passos
NOTA: O protocolo apresentado aqui é focado no utilitário da ferramenta e nos principais recursos. Descrições detalhadas de métodos, recursos e componentes podem ser encontradas no site em um Guia do Usuário abrangente (Tabela 1).
Tabela 1: Evolução da ferramenta SeqAPASS. Uma lista de recursos e atualizações adicionados à ferramenta SeqAPASS desde sua implantação inicial. abreviaturas: seqAPASS = alinhamento de sequência para prever a suscetibilidade entre espécies; ECOTOX = Base de conhecimento ECOTOXicology. Por favor, clique aqui para baixar esta Tabela.
- Acesse https://seqapass.epa.gov/seqapass usando o Chrome. Selecione Login para usar uma conta existente ou siga as instruções para criar uma conta SeqAPASS, que permitirá que os usuários executem, armazenem, acessem e personalizem seus trabalhos concluídos.
- Antes de realizar uma análise, primeiro identifique uma proteína de interesse e uma espécie-alvo ou sensível, revisando a literatura existente ou dados pré-existentes (Figura 1). Como o SeqAPASS contém links para recursos externos para ajudar a identificar a proteína de consulta, clique nos botões suspensos em Identificar um alvo de proteína para acessar recursos relevantes.

Figura 1: Formulação do problema SeqAPASS: diagrama esquemático das informações preliminares necessárias para uma análise bem-sucedida. abreviaturas: seqAPASS = alinhamento de sequência para prever a suscetibilidade entre espécies; LBD = domínio de ligação de ligantes. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: Interoperabilidade do SeqAPASS entre bancos de dados. Diagrama esquemático de ferramentas, bancos de dados e recursos externos integrados ao SeqAPASS. abreviaturas: seqAPASS = alinhamento de sequência para prever a suscetibilidade entre espécies; POA = via de desfecho adverso; NCBI = Centro Nacional de Informação em Biotecnologia; ECOTOX = Base de conhecimento ECOTOXicology. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Tabela 2: Links, recursos e ferramentas integrados à ferramenta SeqAPASS. Uma lista das várias fontes de dados, links e recursos aproveitados na ferramenta SeqAPASS. Abreviação: SeqAPASS = alinhamento de sequência para prever a suscetibilidade entre espécies. Por favor, clique aqui para baixar esta Tabela.
2. Desenvolvendo e executando uma consulta SeqAPASS: Nível 1
NOTA: Em uma análise de Nível 1, toda a sequência de aminoácidos primários de uma proteína de consulta é comparada com as sequências de aminoácidos primários de todas as espécies com informações de sequência disponíveis. Essa ferramenta usa algoritmos para minerar, coletar e compilar dados disponíveis publicamente para alinhar e comparar rapidamente sequências de aminoácidos entre espécies. O back-end armazena informações dos bancos de dados do National Center for Biotechnology Information (NCBI) e usa estrategicamente as versões autônomas da Protein Basic Local Alignment Search Tool (BLASTp)54 e da Constraint-based Multiple Alignment Tool (COBALT)55.
- Em Comparar Sequências de Aminoácidos Primários, clique em Por Espécie ou Por Acesso. Use a seleção Por espécie para digitar ou selecionar em uma lista de espécies para escolher o alvo de proteína de interesse.
- Envie acessos de proteína (ou seja, ID de proteína NCBI) diretamente inserindo a(s) adesão(ões) na caixa de texto Por Adesão .
- Selecione Executar solicitação para enviar a consulta. Uma vez enviado, aguarde até que uma notificação apareça no canto superior direito da janela do navegador, indicando um envio bem-sucedido.
- Selecione a guia Status da Execução do SeqAPASS na parte superior da página para exibir uma lista de todas as execuções do SeqAPASS realizadas nessa conta de usuário e verificar a porcentagem de conclusão.
- Clique em Atualizar Dados enquanto o botão de opção apropriado está selecionado para verificar o status das execuções de Nível 2 e Nível 3.
- Selecione a guia Exibir Relatórios do SeqAPASS na parte superior da página para acessar uma lista de todos os relatórios concluídos nessa conta.
- Na guia Exibir Relatórios do SeqAPASS , selecione a proteína de consulta de interesse. Clique em Solicitar Relatório Selecionado para abrir a página Informações de Proteína de Consulta de Nível 1 e exibir resultados, opções de personalização de dados, visualizações e relatórios de resumo.
- Por padrão, selecione Exibir Relatório para exibir dados no navegador da Web. Como alternativa, selecione Salvar relatório para baixar dados brutos como um arquivo .zip.
NOTA: O tempo necessário para uma análise de Nível 1 variará (média de 23 minutos para a versão 5.1) dependendo da demanda global do usuário naquele momento, do número de trabalhos enviados para a fila e da quantidade de informações de proteína que existem para um trabalho enviado. Se um alvo de proteína tiver sido previamente concluído, os dados estarão disponíveis em segundos após a submissão.
3. Desenvolvendo e executando uma consulta SeqAPASS: Nível 2
NOTA: Como toda a sequência de proteínas não está diretamente envolvida em uma interação química, uma análise de Nível 2 compara apenas a sequência de aminoácidos do domínio funcional para fazer previsões de suscetibilidade em classificações taxonômicas mais baixas (por exemplo, classe, ordem, família).
- Na página Informações de Proteína de Consulta de Nível 1, clique no sinal de adição + ao lado do cabeçalho Nível 2 para preencher o menu Consulta de Nível 2 .
- Identifique o(s) domínio(s) apropriado(s) na proteína de interesse (proteína de consulta).
- Se um domínio não tiver sido identificado, clique no link integrado para o NCBI Conserved Domains Database (CDD) (Tabela 1), que pode ajudar na identificação da seleção de domínio apropriada.
Observação : normalmente, apenas domínios de hit específicos são selecionados como consultas no nível 2.
- Clique na caixa Selecionar Domínio para preencher automaticamente uma lista de domínios funcionais para a proteína de consulta.
- Selecione a( s) acessão(ões) de domínio na lista suspensa e inicie a consulta de Nível 2 clicando no botão Solicitar Execução de Domínio . Uma vez enviado, aguarde até que uma notificação apareça indicando um envio bem-sucedido.
- Clique em Atualizar execuções de Nível 2 e 3 para preencher os dados de Nível 2 , que estarão disponíveis em segundos após o envio.
- Em Exibir Dados de Nível 2, selecione a(s) adesão(ões) de domínio concluída(s) na lista suspensa e clique no botão Exibir Dados de Nível 2 para abrir os resultados em uma nova página.
4. Acesso e compreensão dos dados: SeqAPASS Nível 1 e Nível 2
- Role até a parte inferior da página Informações sobre a Proteína de Consulta para exibir um relatório dos resultados - um Relatório Primário é fornecido com análises de Nível 1 e 2 por padrão. Selecione o botão de opção Relatório completo para exibir um relatório mais detalhado que forneça todos os hits de sequência e métricas de alinhamento. Clique na acessão/ID/nome apropriado em ambos os relatórios para acessar as informações transparentes de alinhamento e taxonomia de proteínas no banco de dados NCBI.
- Role até o lado direito da tabela de resultados para exibir a coluna ECOTOX . Clique em links para a base de conhecimento ECOTOXicology (ECOTOX) para coletar rapidamente dados de toxicidade correspondentes para espécies com previsões de suscetibilidade.
NOTA: O ECOTOX é uma base de conhecimentos abrangente e publicamente disponível que fornece dados únicos de toxicidade química para plantas aquáticas e terrestres e animais selvagens. O SeqAPASS v6.0 inclui um widget ECOTOX para se conectar com dados ECOTOX relevantes mais rapidamente por produtos químicos e espécies de interesse.
- Clique em Baixar Tabela para salvar a tabela como um arquivo de planilha. Clique no botão Exibir Relatório de Resumo para exibir e baixar uma tabela de relatório de resumo que apresenta dados classificados por grupo taxonômico.
NOTA: As tabelas de resumo de dados estão disponíveis para Relatórios Principais e Completos e fornecem uma visão geral das previsões para um determinado destino.
5. Manipulando configurações de dados: SeqAPASS Nível 1 e Nível 2
NOTA: Em ambas as análises de Nível 1 e Nível 2, assume-se que quanto maior a similaridade da proteína, maior a probabilidade de um produto químico interagir com a proteína de maneira semelhante à espécie/proteína de consulta, tornando-os suscetíveis a potenciais impactos de produtos químicos com esse alvo molecular. Devido à semelhança desses dados, as etapas para a compreensão dos dados de Nível 1 e 2 são descritas juntas em um único protocolo.
- Consulte os submenus na parte superior de Consultar informações de proteína para acessar e manipular as configurações de relatório e usar as configurações padrão para todas as opções de relatório para a maioria das análises. Se houver justificativa científica para alterar a configuração padrão, siga estas etapas opcionais:
- (OPCIONAL) Clique no sinal de adição + ao lado de Corte de suscetibilidade para exibir e ajustar as configurações de corte de suscetibilidade em uma nova guia. Selecione um novo valor de corte em uma lista suspensa ou insira um valor de corte definido pelo usuário.
- (OPCIONAL) Altere o número no campo E-Value (o número de alinhamentos diferentes esperados por acaso) se algo diferente do padrão for desejado.
NOTA: Qualquer proteína com um valor E maior que o número na caixa será eliminada do relatório principal.
- (OPCIONAL) Use a opção Classificar por Grupo Taxonômico para escolher o Nível de hierarquia taxonômica a ser exibida na coluna Grupo Taxonômico Filtrado na tabela de resultados.
NOTA: Alterar a hierarquia taxonômica também alterará a previsão de suscetibilidade com base nas espécies de cada grupo filtrado que são encontradas acima do ponto de corte.
- (OPCIONAL) Altere o campo Domínio Comum (quantos domínios comuns uma proteína deve compartilhar com a proteína de consulta a ser incluída nos resultados) se algo diferente do padrão for desejado.
Observação : como a configuração padrão é 1, qualquer sequência que não compartilha pelo menos um domínio comum com a proteína de consulta será excluída.
- (OPCIONAL) Selecione Não em Espécies lidas para recuperar as previsões de suscetibilidade de Y somente se a Similaridade Percentual for maior ou igual ao ponto de corte ou se o acerto for identificado como um candidato a ortolog.
NOTA: Esta configuração padrão é Sim, o que significa que uma previsão de suscetibilidade de Y será relatada para todos os candidatos a ortolog, todas as espécies listadas acima do ponto de corte de suscetibilidade e todas as espécies abaixo do ponto de corte do mesmo grupo taxonômico com uma ou mais espécies acima do ponto de corte.
- Clique no botão Baixar configurações atuais do relatório para baixar um arquivo que capture as configurações atuais aplicadas.
NOTA: O nível de avaliação específico (1, 2 ou 3) selecionado ditará as configurações apresentadas no relatório.
6. Visualizando os dados: SeqAPASS Nível 1 e Nível 2
- Clique no sinal de adição + ao lado de Visualização e clique no botão Visualizar Dados para abrir uma guia separada exibindo as informações definidas pelo usuário e a opção para selecionar um gráfico interativo de resultados.
- Clique em Boxplot para abrir os controles de plotagem e boxplot interativos e permitir que a visualização de boxplot seja atualizada ativamente para refletir as alterações na tabela de dados e fornecer gráficos de qualidade de publicação e apresentação.
Observação : O boxplot padrão exibe grupos de espécies no eixo x e semelhança percentual no eixo y. Os boxplots exibem o ponto de corte de suscetibilidade (linha tracejada), a semelhança percentual entre as espécies em comparação com as espécies de consulta e os valores médios e medianos para cada grupo taxonômico, juntamente com os percentis 25 e 75 e a faixa interquartil. Dependendo do objetivo da análise e das necessidades do usuário, muitos recursos do boxplot podem ser modificados por meio das seguintes etapas opcionais.- (OPCIONAL) Para personalizar os grupos taxonômicos exibidos, consulte a caixa Grupos Taxonômicos na seção Controles . Remova grupos rolando sobre os nomes e selecionando x ou usando o menu suspenso Grupos taxonômicos .
- (OPCIONAL) Para adicionar uma legenda que identifique uma espécie de interesse ou grupos predefinidos específicos (por exemplo, espécies ameaçadas ou ameaçadas), passe o mouse sobre um nome de grupo taxonômico no eixo x para ativar uma caixa pop-up listando as três principais espécies ordenadas por maior similaridade percentual. Passe o mouse sobre as espécies na legenda para gerar uma caixa pop-up com as informações de espécies correspondentes. Clique na caixa de um grupo taxonômico específico para gerar uma tabela de resumo para download listando espécies e previsões.
- Clique em Download Boxplot para escolher um tipo de arquivo, personalizar a resolução de largura/altura e salvar a visualização.
7. Desenvolvendo e executando uma análise SeqAPASS: Nível 3
NOTA: Uma análise de Nível 3 avalia os resíduos de aminoácidos identificados pelo usuário dentro da proteína de consulta e compara rapidamente a conservação desses resíduos entre as espécies. Presume-se que as espécies em que esses resíduos são conservados são mais propensas a interagir com um produto químico de maneira semelhante à espécie/proteína modelo. Como o Nível 3 se concentra em aminoácidos individuais, uma análise só pode ser realizada quando o conhecimento detalhado dos resíduos de aminoácidos críticos para a interação química-proteína ou proteína-proteína estiver disponível.
- Clique no sinal de adição + ao lado do cabeçalho Nível 3 na página Informações de Proteína de Consulta de Nível 1 para preencher o menu Consulta de Nível 3.
- Clique no sinal de mais + ao lado do Reference Explorer para abrir a ferramenta de explorador de referência, que gera uma cadeia de caracteres booleana predefinida para consultar a literatura disponível e auxilia os usuários na identificação de literatura apropriada para apoiar a identificação de aminoácidos críticos a serem usados na avaliação de Nível 3 (Tabela 2 e Figura 2).
- (OPCIONAL) Depois que a proteína de consulta for preenchida automaticamente, use a função Adicionar nome da proteína para adicionar proteínas adicionais.
- Clique em Gerar link do Google Acadêmico para abrir um pop-up contendo uma cadeia de caracteres de pesquisa gerada automaticamente que inclui termos de pesquisa relevantes.
- Clique em Pesquisar no Google Acadêmico para consultar o banco de dados de literatura usando a cadeia de caracteres de pesquisa.
- Como alternativa, clique em Copiar para a Área de Transferência e personalize a cadeia de caracteres de pesquisa adicionando ou removendo termos usando as funções no Gerenciador de Referências.
8. Identificar resíduos críticos de aminoácidos usando a literatura identificada
- Selecione a sequência de modelos à qual as espécies selecionadas pelo usuário serão alinhadas no menu Consulta de Nível 3.
NOTA: Esta sequência de modelos é comumente escolhida com base na literatura para a qual os aminoácidos críticos foram identificados e podem ser da mesma espécie ou de uma espécie diferente das consultadas nos níveis 1 e 2.- (OPCIONAL) Use a caixa Comparações Adicionais para comparar quaisquer acessos/sequências que não apareçam nas tabelas Relatório Principal/Completo .
- Insira um nome definido pelo usuário para a execução de Nível 3 na caixa de texto Inserir Nome de Execução de Nível 3 para identificar a execução de Nível 3 concluída. Escolha um nome exclusivo para cada avaliação.
- Selecione o grupo taxonômico de interesse no campo Escolher grupo(s) taxonômico(s ). Selecione um grupo taxonômico para filtrar automaticamente a tabela por esse grupo taxonômico.
- Na tabela de resultados, clique manualmente na caixa de seleção ao lado de qualquer espécie a ser alinhada à sequência do modelo.
NOTA: Para garantir o alinhamento apropriado, um grupo taxonômico de cada vez deve ser comparado ao modelo. Selecione apenas proteínas anotadas de forma semelhante para as espécies de interesse. Ao selecionar sequências para comparação, é importante prestar atenção a certas sequências (por exemplo, hipotéticas, de BAIXA QUALIDADE ou parciais). A menos que haja uma justificativa transparente para a inclusão, é melhor excluir essas sequências, pois elas podem distorcer as previsões devido a informações de sequência incompletas ou inadequadas.
- Repita as etapas para alinhar todos os grupos taxonômicos de interesse.
- Clique em Atualizar execuções de Nível 2 e 3 depois que todas as espécies tiverem sido alinhadas para preencher o menu Selecionar Nome de Execução de Nível 3 com os trabalhos de Nível 3 concluídos e obter os dados de um alinhamento de Nível 3 imediatamente.
- Clique em Combinar Dados de Nível 3 para combinar alinhamentos de vários grupos taxonômicos.
- Como alternativa, para exibir um único relatório, selecione o nome definido pelo usuário em Escolher Consulta a Exibir e clique em Exibir Dados de Nível 3.
- Selecione o modelo de Nível 3 a ser usado como base para a comparação de resíduos de aminoácidos no menu Combinar Relatórios de Nível 3 e clique em Avançar.
- Em Trabalhos de Nível 3, selecione trabalhos concluídos para comparação e clique em Avançar. Use a função Trabalhos de Nível 3 de Ordem para reordenar os grupos taxonômicos, se desejado. Clique em Exibir Dados de Nível 3 para produzir uma página de relatório de Nível 3 com os grupos taxonômicos combinados alinhados.
- Selecione as posições de aminoácidos previamente identificadas para as espécies-modelo digitando a(s) posição(ões) de aminoácidos, separada por vírgulas, na caixa Inserir Posições de Resíduos de Aminoácidos e, em seguida, selecionando Copiar para Lista de Resíduos . Selecione diretamente os resíduos na sequência do modelo na caixa de transporte.
- Clique em Atualizar Relatório para atualizar a página e exibir as previsões de suscetibilidade de Nível 3.
NOTA: O nível 3 usa um conjunto simples de regras derivadas de descritores básicos de propriedades funcionais de cadeia lateral (por exemplo, alifáticas, aromáticas) e dimensões moleculares (diferenças de peso molecular >30 g/mol) para determinar se as diferenças em posições-chave provavelmente afetarão as interações proteicas13.
9. Visualizando dados SeqAPASS de nível 3
NOTA: Como nos níveis anteriores, os relatórios principal e completo estão disponíveis. Além de dados idênticos aos dados dos Níveis 1 e 2, o Relatório Primário exibe posições de aminoácidos, abreviações e uma suscetibilidade sim/não (S/N) semelhante à previsão do modelo. Da mesma forma, o Relatório Completo contém informações sobre a classificação da cadeia lateral dos aminoácidos e o peso molecular.
- Na página Relatório de Nível 3, role até a parte inferior para exibir um relatório dos resultados. Clique em Baixar Tabela na parte inferior do relatório para salvá-la.
- Clique em Exibir Relatório de Resumo de Nível 3 para exibir e baixar uma tabela de relatório de resumo que apresenta dados classificados por grupo taxonômico. Clique no sinal de adição + ao lado de Visualização na página Relatório de Nível 3 para abrir uma guia separada do navegador exibindo as informações definidas pelo usuário e a opção de exibir os resultados na forma de um mapa de calor interativo.
- Clique em Mapa de calor na página Informações de visualização para abrir o gráfico interativo e os controles e permitir que a visualização do mapa de calor seja atualizada ativamente para refletir as alterações na tabela de dados. Execute as seguintes etapas opcionais para personalizar o mapa de calor.
- (OPCIONAL) Selecione Opções de Relatório para alternar entre um Relatório Simples, que exibe a posição do aminoácido, a abreviação de uma letra e a semelhança de aminoácidos, ou um Relatório Completo, que exibe informações detalhadas sobre cada aminoácido selecionado.
- (OPCIONAL) Selecione Opções de Relatório para alterar a forma como as espécies são exibidas, seja por Nome Comum ou Nome Científico.
NOTA: No Relatório Simples, os aminoácidos são categorizados como Correspondência Total (azul escuro), Correspondência Parcial (azul claro, substituições que atendem a apenas um critério) ou Não é uma Correspondência (amarelo, substituições que não atendem a nenhum critério) para o aminoácido modelo. O Relatório Completo exibe comparações como uma Correspondência Total (azul escuro) ou Não é uma Correspondência (amarelo).
- (OPCIONAL) Selecione Seleções Opcionais para destacar informações úteis, como Candidatos a Ortolog, Espécies Ameaçadas, Espécies Ameaçadas ou Organismos Modelo Comuns.
- (OPCIONAL) Selecione Configurações do Mapa de Calor para selecionar opções de personalização adicionais, incluindo adicionar ou remover colunas, legendas e texto.
- Clique em Download Boxplot para escolher um tipo de arquivo e salvar a visualização.
10. Interpretação dos Resultados do SeqAPASS: Linhas de evidência para a conservação de proteínas
NOTA: Para facilitar a interpretação, esta ferramenta inclui um Relatório de Resumo de Decisão (Relatório DS) concebido para integrar dados entre Níveis. O Relatório DS contém os resultados (ou seja, tabelas de dados e/ou visualizações) que o usuário selecionou e permite a rápida avaliação de previsões de suscetibilidade em vários níveis para várias espécies simultaneamente.
- Clique em Enviar número de nível para o relatório DS nas páginas de resultados ou visualização de dados e aguarde até que os dados sejam "enviados" e a guia Relatório DS se torne ativa.
Observação : se os resultados ou quaisquer alterações não tiverem sido enviadas por push para o relatório DS, o nível de envio # para o relatório DS permanecerá ativo até que seja selecionado. Se uma configuração tiver sido alterada, o texto Clique para enviar novas alterações por push será exibido até que as alterações sejam enviadas por push para o relatório. As visualizações podem ser enviadas por push para o Relatório DS a qualquer momento durante a avaliação.
- Selecione a guia Relatório DS a qualquer momento para acessar a página DS.
NOTA: Para todas as espécies alinhadas no Nível 1, a tabela Relatório de Resumo da Decisão Final contém os dados importantes e as previsões de suscetibilidade para cada análise. Se uma espécie na tabela DS não foi incluída no relatório de Nível 3, mas foi encontrada em trabalhos de Nível 1 e/ou Nível 2, a célula na tabela receberá uma designação não aplicável (NA) para a previsão de suscetibilidade de Nível 3.