タンパク質-DNA相互作用部位予測

DNAの構造的および物理的特性は、DNA結合タンパク質の表面に形成される結合部位に重要な制約条件を与える。このような結合部位の特性は、結合していないタンパク質の構造的、さらには配列特性からDNA結合部位を予測するために使用できる。このアプローチは、タンパク質間インターフェースの予測にうまく実装されている。ここでは、このアプローチをDNA結合タンパク質のDNA結合部位の予測に採用する。配列と進化的特徴を使用してタンパク質のDNA結合部位を予測する最初の試みは、Ahmadら (2004) とAhmadとSarai (2005) によって行われた。[ 1 ]一部の方法では構造情報を使用してDNA結合部位を予測するため、タンパク質の3次元構造が必要になるが、他の方法では配列情報のみを使用し、予測を行うためにタンパク質構造を必要としない。

ウェブサーバー

DNA結合タンパク質中のDNA結合部位の構造と配列に基づく予測は、以下に挙げるいくつかのウェブサーバーで実行できます。 DISISはアミノ酸配列から直接DNA結合部位を予測するため、すべての既知のタンパク質に適用できます。これは、残基とその環境の化学的・物理的特性、予測された構造的特徴、進化データに基づいています。これは機械学習アルゴリズムを使用します。[ 2 ] DISIS2は生のアミノ酸配列を受け取り、二次構造、溶媒アクセシビリティ、無秩序、b値、タンパク質間相互作用、コイルドコイル、進化プロファイルなど、すべての特徴をそこから生成します。予測される特徴の量は、DISIS（以前のバージョン）よりもはるかに多くなっています。最後に、DISIS2はDNA結合タンパク質のタンパク質配列からDNA結合残基を予測できます。 DNABindRは、機械学習アルゴリズムを使用してアミノ酸配列からDNA結合部位を予測します。[ 3 ] DISPLARは、タンパク質構造の特性に基づいて予測を行います。タンパク質構造の知識が必要[ 4 ] BindN は、入力タンパク質配列の化学的性質に基づいて予測を行います。タンパク質構造の知識は必要ありません。[ 5 ] BindN+ は、BindN のアップグレード版で、サポートベクターマシン(SVM) を適用して、生化学的特徴と進化情報から DNA または RNA 結合残基の配列ベースの予測を行います。[ 6 ] DP-Bind は、進化的保存のプロファイルと入力タンパク質配列の特性に基づいて、複数の方法を組み合わせてコンセンサス予測を行います。進化的保存のプロファイルは、ウェブサーバーによって自動的に生成されます。タンパク質構造の知識は必要ありません。[ 7 ] DBS-PSSM [ 1 ] と DBS-Pred [ 8 ]は 、配列情報からタンパク質の DNA 結合を予測します。

参照

参考文献

  1. ^ a b Shandar Ahmad; Akinori Sarai (2005). 「PSSMに基づくタンパク質のDNA結合部位の予測」 . BMC Bioinformatics . 6 (33): 33. doi : 10.1186 /1471-2105-6-33 . PMC  550660. PMID  15720719 .（この記事では、限られたデータセットに対してアライメントを生成することで予測を大幅に高速化できることも示しています）
  2. ^ Ofran, Y.; Mysore, V.; Rost B. (2007). 「配列からのDNA結合残基の予測」 .バイオインフォマティクス. 23 (13): i347-53. doi : 10.1093/bioinformatics/btm174 . PMID 17646316 . 
  3. ^ Yan, C.; Terribilini, M.; Wu, F.; Jernigan, RL; Dobbs, D.; Honavar, V. (2006). 「アミノ酸配列からのタンパク質のDNA結合部位の予測」 . BMC Bioinformatics . 7 262. doi : 10.1186/1471-2105-7-262 .
  4. ^ Tjong, H.; Zhou, H.-X. (2007). 「DISPLAR：タンパク質表面上のDNA結合部位を予測するための正確な方法」 . Nucleic Acids Research . 35 (5): 1465– 1477. doi : 10.1093/nar/gkm008 . PMC 1865077. PMID 17284455 .  
  5. ^ Wang, L; Brown, SJ (2006年7月). 「BindN: アミノ酸配列中のDNAおよびRNA結合部位を効率的に予測するウェブベースツール」 . Nucleic Acids Res . 34 : W243–8. doi : 10.1093/nar/gkl298 . PMC 1538853. PMID 16845003 .  
  6. ^ Wang, L; Huang, C; Yang, MQ; Yang, JY (2010). 「BindN+を用いたタンパク質配列特徴からのDNAおよびRNA結合残基の正確な予測」 . BMC Systems Biology . 4 (Suppl 1): S3. doi : 10.1186/1752-0509-4-S1-S3 . hdl : 1805/22788 . PMID 20522253 . 
  7. ^ Hwang, S; Gou, Z; Kuznetsov, IB (2007). 「DP-Bind: DNA結合タンパク質中のDNA結合残基の配列ベース予測のためのウェブサーバー」.バイオインフォマティクス. 23 (5): 634– 636. doi : 10.1093/bioinformatics/btl672 . PMID 17237068 . 
  8. ^ Ahmad, S.; Gromiha, MM; Sarai, A. (2004-01-22). 「組成、配列、構造情報に基づくDNA結合タンパク質とその結合残基の解析と予測」 .バイオインフォマティクス. 20 (4). Oxford University Press (OUP): 477– 486. doi : 10.1093/bioinformatics/btg432 . ISSN 1367-4803 . PMID 14990443 .  （この記事では、アミノ酸組成分析を用いてDNA結合タンパク質を予測し、構造情報を用いて結合部位の予測精度を向上させています。この手法は単一配列のみに基づいており、数千のタンパク質を1時間以内に処理できます）。スタンドアロン版も利用可能です。
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