Εφαρμογή τους σε πρωτεΐνες από την PDB Παρουσίαση από: Αθηνά Ροπόδη (ΠΙΒ004)

1. Δοκιμή και σύγκριση των λογισμικών DALI, CE, MATRAS, VAST για εύρεση και υπέρθεση της 3d δομής. Εφαρμογή τους σε πρωτεΐνες από την PDB Παρουσίαση από: Αθηνά Ροπόδη (ΠΙΒ004)

2. Outline • Εισαγωγή • Dali • CE • MATRAS • VAST • Συμπεράσματα • Βιβλιογραφία

3. Εισαγωγή • Σήμερα, γνωρίζουμε πως οι συγγενικές πρωτεΐνες δεν χαρακτηρίζονται απαραίτητα από ομολογία στο επίπεδο της αλληλουχίας, αλλά μπορούν να διατηρούν παρόμοια δομή. • Είναι σημαντική η πρόβλεψη και σύγκριση των τρισδιάστατων δομών με βάση την αλληλουχία, τους πίνακες αποστάσεων ή τις συντεταγμένες των C-α στο χώρο.

4. Outline • Εισαγωγή • Dali • CE • MATRAS • VAST • Συμπεράσματα • Βιβλιογραφία

5. Ο αλγόριθμος Dali • Χρησιμοποιεί πίνακες αποστάσεων, από X-ray crystallography καιNuclear Magnetic Resonance (NMR), που μπορούν να βρεθούν στη PDB. • Στοχεύει στην εύρεση της μεγαλύτερης κοινής δομής μεταξύ 2 πρωτεϊνών και έχει 2 βασικά βήματα: • Συστηματική σύγκριση στοιχειωδών υπομονάδων (patterns)και αποθήκευση των όμοιων patterns σε λίστα. • ΈναςMonte Carlo αλγόριθμος αντιμετωπίζει τησυνδυαστική πολυπλοκότητα της σύνθεσης των patterns σε μεγαλύτερα κομμάτια.

6. http://ekhidna.biocenter.helsinki.fi/dali_server/ Για εύρεση δομικά συγγενικών πρωτεϊνικών αλυσίδων. Χρειάζεται περίπου 0-3 μέρες, ανάλογα με το φόρτο εργασίας.

7. Αποτελέσματα για 8abp(L-ARABINOSE-BINDING PROTEIN)

8. http://www.ebi.ac.uk/Tools/dalilite/index.html? DaliLite 2.4.5 για εγκατάσταση και εφαρμογή αλγόριθμου σε Linux…

9. Αποτέλεσμα για σύγκριση 8abp & 2lbp

10. Outline • Εισαγωγή • Dali • CE • MATRAS • VAST • Συμπεράσματα • Βιβλιογραφία

11. CE method • Στοιχίζει πολυπεπτιδικές αλυσίδες με βάση το διάνυσμα μεταξύ των C-α. Τα ευθυγραμμισμένα κομμάτια αποτελούν τα aligned fragment pairs (AFPs). • Με ευριστικέςμεθόδους βρίσκουμε τη βέλτιστη στοίχιση με την καλύτερη RMSD. • Οι αλυσίδες προσδιορίζονται ως:PPPP:C

12. http://cl.sdsc.edu/ce.html

14. Applet compare3D

15. Φορτώνουμε και υπερθέτουμε τις αλυσίδες με αντιπροσώπους διαφόρων βάσεων.

16. Outline • Εισαγωγή • Dali • CE • MATRAS • VAST • Συμπεράσματα • Βιβλιογραφία

17. MATRAS • Προκύπτει από: MArkovianTRAnsition of Structure evolution • Εδώ, το σκορ ομοιότητας προκύπτει από τις μαρκοβιανές πιθανότητες μετάβασης και χρησιμοποιώντας μια μέθοδο αντικατάστασης αμινοξέων, όπως της Dayhoff. • Επιτρέπει pairwise & multiple alignment, καθώς και σύγκριση με τη βάση των αντιπροσώπων της PDB και τη SCOP

18. Παρουσίαση αποτελεσμάτων με διάφορα applets και plug-ins.

19. Αναζητώντας για την 8abpA στο 40% των representatives της PDB, σε 20-40 μέσω e-mail, λαμβάνουμε τα αποτελέσματα.

20. Outline • Εισαγωγή • Dali • CE • MATRAS • VAST • Συμπεράσματα • Βιβλιογραφία

21. VAST method • Ονομάστηκε από: Vector Alignment Search Tool • Κάνει σύγκριση μεταξύ των συντεταγμένων των C-α. Ο VAST υπολογίζει τη βέλτιστη υπέρθεση μέσω μιας p-value για μιασειρά συνδυασμών μικρότερων fragments που δεν αλληλοκαλύπτονται. • Οι συγγενικές αλυσίδες που βρίσκονται στην MMDB έχουν ήδη προϋπολογιστεί…

23. Cn3D • Επίσης,επιλέγουμε View Sequence Alignment και List

24. Outline • Εισαγωγή • Dali • CE • MATRAS • VAST • Συμπεράσματα • Βιβλιογραφία

25. Συμπεράσματα • Το λογισμικό DALI είναι διαθέσιμο για εγκατάσταση στο σπίτι. Η αναζήτηση σε βάση διαρκεί περισσότερο. • Το CE δεν έχει διαθέσιμο λογισμικό, αλλά είναι αρκετά γρηγορότερο. Έχει, επίσης, applets που βοηθούν στην οπτικοποίηση και συγκρίνει και με αντιπροσώπους άλλων βάσεων.

26. Συμπεράσματα • Το ΜATRAS έχει πληθώρα applets για οπτικοποίηση και θέλει μέτριο χρόνο για την εκτέλεση σύγκρισης. • Τέλος, στο VAST οι συγγενικές πρωτεΐνες γνωστών αλυσίδων έχουν ήδη υπολογιστεί. Όμοια αποτελέσματα, άριστη εφαρμογή για 3D αναπαράσταση(Cn3D).

27. Outline • Εισαγωγή • Dali • CE • MATRAS • VAST • Συμπεράσματα • Βιβλιογραφία

28. Βιβλιογραφία • “Protein Structure Comparison by alignment of distance matrices”,1993, Liisa Holm & Chris Sander • “DaliLite workbench for protein structure comparison”, 2000, Liisa Holm & John Park • “Protein Structure Alignment by Incremental Combinatorial • Extension (CE) of the Optimal Path”, 1998, Ilya N. Shindyalov & Philip E. Bourne • "MATRAS: a program for protein 3D structure comparison", 2003, Kawabata T. • "Protein tertiary structure comparison using the Markov transition model of evolution“, 2000, Kawabata T., Nishikawa.K. • “Surprising similarities in structure comparison.”, 1996, Gibrat JF, Madej T, Bryant SH. • “Threading a database of protein cores”, 1995, Gibrat JF, Madej T, Bryant SH. • “Introduction to Bioinformatics”, Arthur M. Lesk, 2002,p.221-222

29. Τέλος…