GeNMR

GeNMR
GeNMR 방법 흐름도
GeNMR 웹 인터페이스
GeNMR 출력 페이지 예시

GeNMR 방법(GENATE NMR 구조)은 NMR 화학적 이동과 NOE 기반 거리 [1]구속을 모두 활용하는 최초의 완전 자동화된 단백질 구조 결정 방법이다.

템플릿 기반 접근법 외에도 GeNMR 웹 서버는 확장 구조에서 접기 시작하는 ab initio 단백질 접기 모드도 제공합니다.GeNMR 웹 서버는 단백질 크기, 서버 부하, 실험 정보의 품질 및 유형, 선택한 프로토콜 옵션에 따라 20분에서 4시간 사이의 기간 내에 PDB 좌표의 앙상블을 생성합니다.GeNMR 웹 서버는 프런트 엔드 웹 인터페이스(Perl 및 HTML로 작성)와 8개의 서로 다른 얼라인먼트, 구조 생성 및 구조 최적화 프로그램과 3개의 로컬 데이터베이스로 구성됩니다.

입력

GeNMR은 거의 모든 조합(HA만, HN만, HA+)의 백본 및 사이드 체인 1H, 13C 또는 15N 화학 시프트 데이터를 수용 및 처리합니다.HN만, HA+HN+사이드체인 H, CA만, CA+CB만, CA+CO만, HA+CA+CB, HN+15N만, HN+15N만, HN+15N+CA, HN+15N+CA+CB 등)이를 통해 GeNMR은 작은 펩타이드(일반적으로 H 이동만 측정됨)를 큰 단백질(N 또는 C 이동만 사용 가능)로 처리할 수 있다.입력 파일에는 NMR-STAR 2.1 형식의 화학적 이동 데이터와 XPLOR/CNS 형식의 거리 구속 장치가 포함되어야 합니다(자세한 내용은 여기를 참조하십시오).최소 시퀀스 길이는 30개입니다.

산출량

일반적인 GeNMR 구조 계산의 출력은 다운로드 가능한 간단한 텍스트 형식으로 최저 에너지 PDB 좌표의 사용자 정의 세트로 구성됩니다.또한 출력 페이지 상단에 전체 에너지 점수(에너지 최소화 이전과 이후)와 화학적 이동 상관 관계(관측된 이동과 계산된 이동 간)에 대한 세부 정보가 제공됩니다.점수가 특정 임계값 아래로 떨어지지 않으면 페이지 상단에 경고가 표시됩니다.

서브 프로그램

오른쪽에 GeNMR에서 사용되는 처리 로직을 설명하는 흐름도가 표시됩니다.GeNMR은 다수의 잘 알려진 프로그램과 데이터베이스를 사용합니다.여기에는 구조 모델링을 수행하는 Proteus2, 화학적 이동으로부터 비틀림 각도를 계산하는 PREDITOR, 비교 모델링 및 정렬을 위한 PPT-DB, 화학적 이동에서만 단백질 구조를 계산하는 CS23D가 포함됩니다.GeNMR은 또한 NOE가 없는 ab initio 폴딩을 위한 Rosetta와 NOE 기반 모의 어닐링 및 정교화를 위한 XPLOR-NIH를 포함한 여러 잘 알려진 외부 프로그램을 사용합니다.GeNMR 서브프로그램의 자세한 리스트는 CS23D 페이지에 기재되어 있습니다.

호몰로지 모델링

GeNMR은 호몰로지 모델링과 시퀀스/구조 스레딩을 사용하여 쿼리 단백질의 퍼스트 패스 모델을 신속하게 생성합니다.GeNMR에서 호몰로지 모델링/스레딩을 사용하면 호몰로지 모델이 종종 1~2분 만에 생성되고 다듬어질 수 있기 때문에 구조 계산에서 상당한 속도를 낼 수 있습니다.

유전 알고리즘

GeNMR은 또한 유전자 알고리즘을 사용하여 ShiftX 화학 시프트 점수와 같은 미분할 수 없는 점수를 사용하여 구성 샘플링 및 구조 정교화를 가능하게 한다.GeNMR의 유전자 알고리즘은 초기 구조의 집단을 만든 다음 돌연변이, 교차 교차, 세그먼트 스왑 및 쓰기 움직임의 조합을 사용하여 전체적으로 구성 공간을 샘플링한다.그런 다음 가장 낮은 25개의 에너지 구조를 선택하고 복제한 후 다음 입체구조 표본 추출 라운드로 이동한다.

스코어링 기능

GeNMR에서 사용되는 잠재적 기능은 CS23D 및 Proteus2에서 사용되는 기능에서 파생됩니다.지식 기반 잠재력에는 예측/알려진 2차 구조, 회전 반지름, 수소 결합 에너지, 수소 결합 수, 허용된 백본 및 측쇄 비틀림 각도, 원자 접촉 반지름(범프 검사), 디술피드 결합 정보 및 브라이언트와 로렌스 잠재력에 기초한 수정된 스레딩 에너지에 대한 정보가 포함된다.GeNMR 전위의 화학적 이동 성분은 미세 조정 중인 구조의 관측 이동과 SHIFTX 계산 이동 사이에 계산된 가중 상관 계수를 사용한다.

계산 시나리오

GeNMR이 현재 수용할 수 있는 계산 시나리오에는 6가지 종류가 있습니다.이러한 시나리오는 다음과 같습니다.

  1. 화학적 이동만—데이터베이스에 호몰로그가 있다.
  2. 화학적 이동만—데이터베이스에 상동어가 없다.
  3. NOE만: 쿼리에 데이터베이스에 호몰로그가 있습니다.
  4. NOE만: 쿼리에 데이터베이스에 호몰로그가 없습니다.
  5. NOE 및 화학적 이동: 쿼리는 데이터베이스에 상동성이 있습니다.
  6. NOE 및 화학적 이동: 쿼리는 데이터베이스에 호몰로그가 없습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Berjanskii, Mark; Tang P; Liang J; Cruz JA; Zhou J; Zhou Y; Bassett E; MacDonell C; Lu P; Lin G; Wishart DS (April 30, 2009). "GeNMR: a web server for rapid NMR-based protein structure determination". Nucleic Acids Res. 37 (Web Server issue): W670-7. doi:10.1093/nar/gkp280. PMC 2703936. PMID 19406927.