July 14th, 2015
Синтетические белковые последовательности, основанные на консенсусных мотивах, обычно игнорируют коэволюционирующие остатки, что подразумевает интерпозиционные зависимости (IPD). IPD могут иметь важное значение для деятельности, и проекты, которые игнорируют их, могут привести к неоптимальным результатам. Этот протокол использует StickWRLD для идентификации IPD и помогает разработать рациональный дизайн белка, что приводит к более эффективным результатам.
Общая цель этой процедуры заключается в выявлении коэволюционирующих остатков в выравниваниях белков, которые подразумевают интерпозиционные зависимости или IPD. Это достигается путем предварительной загрузки выравнивания в мир палочек, который представляет собой инструмент визуальной аналитики, который создает интерактивное 3D-представление выравнивания белка и четко отображает различные остатки в мире палочек. Каждая позиция в выравнивании представлена в виде столбца, состоящего из стопки сфер, по одной сфере для каждой из возможных 20 аминокислот в этой позиции в пределах выравнивания, размер которых зависит от частоты, столбцы, представляющие каждую позицию, обернуты вокруг цилиндра для представления IPD.
Между остатками проводятся линии, которые совместно развиваются выше или ниже, чем можно было бы ожидать, если бы остатки, присутствующие в позициях, были зависимыми внутри программы. Остаток настраивается до тех пор, пока не будет получено управляемое количество ребер, а затем будут определены ребра, представляющие интерес. В конечном счете, мир палочек используется для идентификации остатков, которые развиваются друг с другом.
Такие функционально необходимые остатки обихода были идентифицированы в вентиляционной киназе. Одна из причин, по которой люди испытывают трудности с этим процессом, заключается в новизне. Это почти такая же форма искусства, как и наука.
Визуальная демонстрация мира палочек важна, потому что это инструмент визуальной аналитики, требующий взаимодействия с пользователем.Действие. Используйте компьютер с процессором Intel I пять или выше с не менее чем четырьмя гигабайтами Bram под управлением Mac OS 10 или Linux и оснащенный библиотеками Python, перечисленными в текстовом протоколе. Загрузите Stick World в виде zip-архива, содержащего все соответствующие скрипты Python.
Кроме того, загрузите двухстиковый скрипт FASTA для преобразования стандартных выравниваний последовательностей ДНК fasta в формат stick world. Распакуйте архив и положите на рабочий стол получившуюся папку с миром на палочке и скрипт FASTA на двух стиках. Затем создайте выравнивание белковых последовательностей с помощью любого стандартного программного обеспечения для выравнивания.
Сохраните выравнивание на рабочем столе. Заражайте формат. Откройте приложение терминала на макросе Linux компьютере и перейдите на рабочий стол, набрав CD tilda slash desktop и нажав клавишу ввод в терминале.
Введите команду, чтобы сделать двухстиковый сценарий FASTA исполняемым, а затем введите команду для выполнения сценария. Следуйте инструкциям на экране, предоставленным сценарием, чтобы указать имя входного файла и желаемое имя вывода. Сохраните выходной файл в верхней части рабочего стола.
Перейдите в папку исполняемых файлов Stick World с помощью терминального приложения Mac или Linux Launch Stick World, набрав в терминале Python dash 32 stick world demo PI. Убедитесь, что на экране видна панель загрузчика данных мира Stick. Затем загрузите выравнивание последовательности преобразованного белка, нажав кнопку загрузки белка.
Выберите созданный файл и нажмите open stick world, чтобы открыть несколько новых окон, включая stick world control и stick world open gl. Выберите stick world open GL. Выберите stick world open GL. Выберите «Сбросить вид» в открытом меню GL, чтобы отобразить визуализацию мира по умолчанию в виде сверху вниз через цилиндр, представляя данные в открытых окнах GL с изменяемым размером.
В мире палочек существует несколько вариантов просмотра. Установите флажки для меток столбцов и меток мячей на панели управления миром джойстика, чтобы отобразить значения столбцов и мячей. Снимите флажок для ребер столбцов на панели управления миром джойстика, чтобы скрыть линии краев столбца.
Установите толщину столбца на 0,1 на панели управления миром стика, чтобы провести тонкую линию через столбцы. Чтобы упростить навигацию по 3D-виду, нажмите клавишу Return, чтобы принять изменение. Сбросьте вид в мире стика, откройте окно GL.
Затем нажмите кнопку полноэкранного режима, чтобы развернуть вид для навигации по программе. Вращайте отображение мира 3D-джойстика, удерживая левую кнопку мыши и перемещая мышь в любом направлении. Масштабируйте отображение мира 3D-джойстика, удерживая нажатой правую кнопку мыши при перемещении мыши вверх или вниз.
Просматривайте вид путем панорамирования и масштабирования совместно развивающихся остатков, превышающих пороговые требования как p, так и невязки, соединяются с помощью линий ребер. Если ребер слишком много или слишком мало, соединяющих остатки, измените порог остаточной величины, чтобы показать меньше или больше ребер Увеличьте порог остаточной величины на палочке для контроля мира до тех пор, пока не перестанут отображаться линии ребер IPD, и медленно снижайте до появления взаимосвязей. Продолжайте увеличивать остаточное значение, пока не будет найдено достаточное количество отношений для изучения.
Определите взаимосвязи, которые включают либо остатки, представляющие интерес, либо остатки, расположенные дистальнее друг друга в пределах трассы, с помощью команды плюс щелчок левой кнопкой мыши, выберите любые ребра интереса. Панель управления миром стика укажет столбцы и соединит определенные остатки. Сплошные линии обозначают положительные ассоциации.
В то время как пунктирные линии представляют негативные ассоциации. Нажмите кнопку вывода ребер на панели управления миром джойстика, чтобы сохранить обычный текстовый файл всех видимых ребер в нужном каталоге, включая остатки швов и их фактические остаточные значения. На переднем плане видны большие кластерные интерпозициональные зависимости или IPD, в том числе трехузловая ассоциация между глицином в положении 1 32, тирозином в положении 1 35 и пролином в положении 1 41.
В данном случае изображение было искажено таким образом, чтобы пользователь располагался немного выше цилиндра, обнаруживая IPD между гистамином в положении 136 и метионином в положении двадцать девять сто семь остатков. И наоборот, производный мотив A-P-A-M-H-M-M одной и той же области не обнаруживает их как специфически сопутствующие вариации мотивов, а также определяет общие группировки в биологически необоснованной схеме. При выполнении этой процедуры важно помнить, что нужно попробовать ее двумя разными способами.
Начните с высокого остаточного значения и двигайтесь вниз, или начните с низкого остаточного значения и продвигайтесь вверх, и таким образом вы сможете исследовать пространство двумя разными способами.
Этот протокол использует StickWRLD для выявления соизменяющихся остатков в альинементах белков, подчеркивая взаимозависимости позиций (IPDs), которые имеют решающее значение для активности белков. Включая IPDs в дизайн белков, исследователи могут достичь более эффективных результатов.