ConSurf

introduktion

ConSurf er et bioinformatikværktøj til estimering af den evolutionære konservering af amino/nukleinsyrepositioner i et protein/DNA/RNA-molekyle baseret på de fylogenetiske forhold mellem homologe sekvenser. I hvilken grad en amino (eller nukleinsyre) syre position er evolutionært konserveret er stærkt afhængig af dens strukturelle og funktionelle betydning; hurtigt udviklende positioner er variable, mens langsomt udviklende positioner bevares. Således kan bevaringsanalyse af positioner blandt medlemmer fra samme familie ofte afsløre betydningen af hver position for proteinets (eller nukleinsyrens) struktur eller function.In ConSurf estimeres den evolutionære hastighed baseret på den evolutionære sammenhæng mellem proteinet (DNA/RNA) og dets homologer og overvejer ligheden mellem amino (nukleinsyre) syrer som afspejlet i substitutionsmatricen. En af fordelene ved ConSurf i sammenligning med andre metoder er den nøjagtige beregning af den evolutionære hastighed ved hjælp af enten en empirisk bayesisk metode eller en maksimal sandsynlighed (ML) metode.

metodologi

i betragtning af amino-eller nukleinsyresekvensen (kan ekstraheres fra 3D-strukturen) udfører ConSurf en søgning efter tætte homologe sekvenser ved hjælp af BLAST (eller PSI-BLAST) . Brugeren kan vælge en af flere databaser og angive kriterier for definition af homologer. Brugeren kan også vælge de ønskede sekvenser fra BLAST resultater. Sekvenserne er grupperet, og meget lignende sekvenser fjernes ved hjælp af CD-HIT. En multisekvensjustering(MSA) af de homologe sekvenser er konstrueret ved hjælp af MAFFT,PRANK, T-kaffe, muskel (standard) eller CLUSTALV. MSA bruges derefter til at opbygge et fylogenetisk træ ved hjælp af nabo-sammenføjningsalgoritmen som implementeret i Rate4Site-programmet. Positionsspecifikke bevaringsresultater beregnes ved hjælp af empiriske Bayesian-eller ML-algoritmer. De kontinuerlige bevaringsresultater er opdelt i en diskret skala på ni karakterer til visualisering, fra de mest variable positioner (grad 1) farvet turkis, gennem mellemliggende konserverede positioner (grad 5) farvet hvid, til de mest konserverede positioner (grad 9) farvet rødbrun. Bevaringsresultaterne projiceres på protein / nukleotidsekvensen og på MSA