ConSurf

wprowadzenie

ConSurf jest bioinformatycznym narzędziem do szacowania ewolucyjnej ochrony pozycji aminokwasów/kwasów nukleinowych w cząsteczce białka/DNA/RNA w oparciu o relacje filogenetyczne między sekwencjami homologicznymi. Stopień, w jakim pozycja aminokwasu (lub nukleinowego) jest ewolucyjnie zachowywana, jest silnie zależny od jego strukturalnego i funkcjonalnego znaczenia; szybko rozwijające się pozycje są zmienne, podczas gdy powoli rozwijające się pozycje są zachowywane. Tak więc analiza zachowania pozycji wśród członków z tej samej rodziny może często ujawnić znaczenie każdej pozycji dla struktury białka (lub kwasu nukleinowego) lub function.In ConSurf, szybkość ewolucyjna jest szacowana na podstawie ewolucyjnego związku między białkiem (DNA / RNA) a jego homologami i biorąc pod uwagę podobieństwo między aminokwasami (nukleinowymi) kwasami odzwierciedlone w matrycy podstawień. Jedną z zalet ConSurf w porównaniu do innych metod jest dokładne obliczenie tempa ewolucji za pomocą empirycznej metody bayesowskiej lub metody maksymalnego prawdopodobieństwa (ML).

Metodologia

biorąc pod uwagę sekwencję aminokwasową lub nukleinową (można ją wyodrębnić ze struktury 3D), ConSurf przeprowadza wyszukiwanie bliskich sekwencji homologicznych za pomocą BLAST (lub PSI-BLAST) . Użytkownik może wybrać jedną z kilku baz danych i określić kryteria definiowania homologów. Użytkownik może również wybrać żądane sekwencje z wyników wybuchu. Sekwencje są grupowane i bardzo podobne sekwencje są usuwane za pomocą CD-HIT. Wielokrotne wyrównanie sekwencji (MSA) sekwencji homologicznych jest konstruowane za pomocą MAFFT,PRANK, T-COFFEE, MUSCLE(domyślnie) lub CLUSTALW. MSA jest następnie używany do budowy drzewa filogenetycznego przy użyciu algorytmu łączącego sąsiada zaimplementowanego w programie Rate4Site. Wyniki dotyczące zachowania poszczególnych pozycji są obliczane przy użyciu empirycznych algorytmów bayesowskich lub ML. Ciągłe wyniki konserwacji są podzielone na dyskretną skalę dziewięciu stopni do wizualizacji, od najbardziej zmiennych pozycji (Stopień 1) w kolorze turkusowym, przez pozycje pośrednie (stopień 5) w kolorze białym, do najbardziej zachowanych pozycji (stopień 9) w kolorze bordowym. Wyniki konserwacji są rzutowane na sekwencję białka/nukleotydu i na MSA