Αρχές Δοµικής Βιοπληροφορικής Πρωτεϊνών (σε <100 διαφάνειες...) Βασίλης Προµπονάς Ερευνητικό Εργαστήριο Βιοπληροφορικής Τµήµα Βιολογικών Επιστηµών Πανεπιστήµιο Κύπρου email: vprobon@ucy.ac.cy ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία Web: http://troodos.biol.ucy.ac.cy
ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
ΣΥΝΟΨΗ Εισαγωγικά Στοιχεία Βασικές έννοιες Τύποι Προγνωστικών Μεθόδων Πρόβληµα (π.χ. 2ταγής, φ-ψ, TM-τοπολ.) Μέθοδος (Εµπειρικές, Στατιστικές, Μηχανικής Μάθησης) Ειδικά προβλήµατα: Αρχές Μεθόδων Comparative Modelling Πρόβλεψη 2γους δοµής πρωτεϊνών Τοπολογία Διαµεµβρανικών Πρωτεϊνών Συζήτηση.. ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
ΣΥΝΟΨΗ Εισαγωγικά Στοιχεία Βασικές έννοιες Τύποι Προγνωστικών Μεθόδων Πρόβληµα (π.χ. 2ταγής, φ-ψ, TM-τοπολ.) Μέθοδος (Εµπειρικές, Στατιστικές, Μηχανικής Μάθησης) Ειδικά προβλήµατα: Αρχές Μεθόδων Comparative Modelling Πρόβλεψη 2γους δοµής πρωτεϊνών Τοπολογία Διαµεµβρανικών Πρωτεϊνών Συζήτηση.. ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Αλφαβητάρι (Μοριακής) Βιολογίας Ορισµένες λέξεις κλειδιά Γονιδίωµα/τα Χρωµόσωµα/τα Γονίδιο/α Πρωτεΐνη/ες ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Η ροή της Γενετικής πληροφορίας Το Κεντρικό Δόγµα Αντιγραφή Replication DNA Μεταγραφή Transcription RNA Μετάφραση Translation PROTEIN ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Το DNA αποθηκεύει πληροφορία...actgtctgaccggcagca......tgacagactggccgtcgt... ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Οι πρωτεΐνες διεκπεραιώνουν τη βρώµικη δουλειά ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Πρωτεΐνες Συγκροτούνται από µία ή περισσότερες πολυπεπτιδικές αλυσίδες (οµο- ή ετεροπολυµερή) Η Λειτουργική Εργαλειοθήκη κάθε κυττάρου ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Πρωτεϊνες: Η Λειτουργική Εργαλειοθήκη κάθε κυττάρου Ένζυµα (Enzymes) Μεταφορά-Αποθήκευση (Transport-Storage) Κίνηση (Motion) Δέσµευση ουσιών (Binding) Μοριακή Αναγνώριση (Molecular Recognition) Μεταγωγή Σήµατος (Signal Transduction) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία Δοµικές πρωτεΐνες (Structural Proteins) Παραγωγή Ενέργειας (Energy Production) Ρύθµιση Κυτταρικών Διεργασιών και Διαφοροποίηση (Cell Regulation and Differentiation)... (...)
Οι πρωτεΐνες διεκπεραιώνουν τη βρώµικη δουλειά...lsafsfnrfetsskmarynlpcprsllails... Image adapted from Petsko & Ringe, Protein structure and function ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Πίσω στο Κεντρικό Δόγµα Σχεδόν για όλες τις πρωτεΐνες Αλληλουχία Sequence τρισδιάστατη Δοµή 3D-structure Function Καθορίζει..VEQCCTSICSLYQL.. Ο Γενετικός κώδικας είναι εκφυλισµένος ΚΑΙ σε αυτό το επίπεδο Καθορίζει ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία Glucose Uptake Pathway Glycogen Synthesis Pathway Formation of triglycerides
Βασικές αρχές δοµής πρωτεϊνών Αµινοξέα: Οι δοµικοί λίθοι ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Βασικές αρχές δοµής πρωτεϊνών Αµινοξέα: Οι δοµικοί λίθοι (ΙΙ) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Η δοµή των πρωτεϊνών ακολουθεί µια ιεραρχία Πρωτοταγής Δευτεροταγής Τοπικές διαµορφώσεις της πολυπεπτιδικής αλυσίδας Τριτοταγής Αµινοξική Ακολουθία Τρισδιάστατο Δίπλωµα (Fold) Τεταρτοταγής Αλληλεπιδράσεις πρωτεΐνης ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Αυτοτελή δοµικά στοιχεία (Structural Domains) Αυθύπαρκτες δοµικές οντότητες Διακριτή οργάνωση Ανεξάρτητες στο Δίπλωµα Λειτουργική αυτοτέλεια! Όχι πάντα συνεχόµενα τµήµατα πολυπεπτιδικής αλυσίδας! Όχι πάντα από την ίδια πολυπεπτιδική αλυσίδα ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Protein Data Bank - PDB http://www.rcsb.org Εγγραφές: Αποτελέσµατα πειραµάτων προσδιορισµού πρωτεϊνικών δοµών Μεµονωµένες πρωτεϊνικές υποµονάδες Πρωτεϊνικά σύµπλοκα ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Η ανάπτυξη της PDB ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία Από: Bourne and Wu (2009)
Structural Classification of Proteins (SCOP) Murzin, et al., 1995. http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/ Ιεραρχική Ταξινόµηση που αντανακλά: Εξελικτικές σχέσεις Αρχές Πρωτεϊνικής Δοµής Με το ΜΑΤΙ!! Βασική οντότητα τα DOMAINS ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Η ιεραρχία της SCOP Family (Οικογένεια) Superfamily (Υπερ-οικογένεια) Fold (Δίπλωµα) Class (Κατηγορία/Κλάση) Κατά κύριο λόγο εκφράζει το περιεχόµενο δευτεροταγούς δοµής ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Κύριες κατηγορίες διπλώµατος all-α all-β α/β α+β ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Η ιεραρχία της SCOP Family (Οικογένεια) Superfamily (Υπερ-οικογένεια) Fold (Δίπλωµα) Σηµαντική Δοµική Οµοιότητα Κοινά κύρια στοιχεία δευτεροταγούς δοµής Κοινή διευθέτηση Κοινή τοπολογία διασυνδέσεων Η οµοιότητα οφείλεται στη φυσικοχηµεία των πρωτεϊνών και ΟΧΙ σε εξελικτική συσχέτιση Class (Κατηγορία/Κλάση) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Η ιεραρχία της SCOP Family (Οικογένεια) Superfamily (Υπερ-οικογένεια) Πιθανή κοινή εξελικτική προέλευση Χαµηλά επίπεδα οµοιότητας πρωτοταγούς δοµής Κοινά δοµικά χαρακτηριστικά Fold (Δίπλωµα) Class (Κατηγορία/Κλάση) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Είµαστε µια ωραία ΥΠΕΡοικογένεια... ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Η ιεραρχία της SCOP Family (Οικογένεια) Ξεκάθαρη εξελικτική σχέση Καθορίζεται µε βάση 2 (εξελικτικά) κριτήρια Ανά δύο >30% ταυτόσηµα κατάλοιπα Πολύ όµοιες δοµές και λειτουργίες Superfamily (Υπερ-οικογένεια) Fold (Δίπλωµα) Class (Κατηγορία/Κλάση) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Είµαστε µια ωραία οικογένεια... ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Μια µατιά στην CATH [???] Orengo et al., 1997. http://www.cathdb.info Homologous superfamily Topology Architecture Class ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Πόσα (διαφορετικά) Domains?? ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία Από: Bourne and Wu (2009)
... µα τι είναι η δοµή?? ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
voila!! ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
ΣΥΝΟΨΗ Εισαγωγικά Στοιχεία Βασικές έννοιες Τύποι Προγνωστικών Μεθόδων Πρόβληµα (π.χ. 2ταγής, φ-ψ, TM-τοπολ.) Μέθοδος (Εµπειρικές, Στατιστικές, Μηχανικής Μάθησης) Ειδικά προβλήµατα: Αρχές Μεθόδων Comparative Modelling Πρόβλεψη 2γους δοµής πρωτεϊνών Τοπολογία Διαµεµβρανικών Πρωτεϊνών Συζήτηση.. ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Προγνωστικές Μέθοδοι?? ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Πίσω στο Κεντρικό Δόγµα Σχεδόν για όλες τις πρωτεΐνες Αλληλουχία Sequence τρισδιάστατη Δοµή 3D-structure Function Καθορίζει..VEQCCTSICSLYQL.. Ο Γενετικός κώδικας είναι εκφυλισµένος ΚΑΙ σε αυτό το επίπεδο Καθορίζει ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία Glucose Uptake Pathway Glycogen Synthesis Pathway Formation of triglycerides
Προσοχή στο κενό... ΤΕΡΑΣΤΙΟΣ ΟΓΚΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΑΛΛΗΛΟΥΧΙΩΝ Γονιδιωµατική και µετα-γονιδιωµατική Εποχή ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Προσοχή στο κενό... ΤΕΡΑΣΤΙΟΣ ΟΓΚΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΑΛΛΗΛΟΥΧΙΩΝ Γονιδιωµατική και µετα-γονιδιωµατική Εποχή ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Πειραµατικός Προσδιορισµός Επίπονη Χρονοβόρα Ακριβή Διαδικασία Κρυσταλλογραφία ακτίνων-χ Μαγνητικός Πυρηνικός Συντονισµός Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Μέθοδοι Πρόβλεψης καλούνται να καλύψουν ΤΟ ΚΕΝΟ Τι προβλέψεις? ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Πρόβλεψη σε 3D INPUT >X-factor hypothetical protein SHTDIKVPDFSDYRRPEVLD STKSSKESSEARKGFSY OUTPUT ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Πρόγνωση της τρισδιάστατης πρωτεϊνικής δοµής Συγκριτική Προτυποποίηση Comparative (Homology) Modeling Threading ( Αρµάθιασµα, Fold Recognition, Inverse Protein Folding) Πρόγνωση από πρώτες αρχές (ab initio methods) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Πρόγνωση της δοµής πρωτεϊνών ΠΡΟΒΛΗΜΑ: Ερωτήµατα Έχω την ακολουθία µιας νέας πρωτεΐνης Γνωστό δίπλωµα? ΝΑΙ: µπορώ να βρώ τις λεπτοµέρειες? ΟΧΙ: ποιο είναι τότε? Γιατί µε απασχολεί όµως?? ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Γιατί?? Περιέργεια!! Γνώση 3D-δοµής Λειτουργία Εξέλιξη Ορθολογικός σχεδιασµός φαρµάκων Σχεδιασµός & Μηχανική Πρωτεϊνών Πρόβλεψη πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων... ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Γιατί?? ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία Από: Bourne and Wu (2009)
Πώς όµως?? Αµινοξική Ακολουθία... AKLYCMVHAAIL... Οµολογία Δοµική Αναλογία Εµπειρική Γνώση ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία Θεωρία Πειραµατικοί Περιορισµοί
... είναι εφικτό?? Τα καλά νέα: Η θερµοδυναµική υπόθεση (C. Anfinsen) Τα άσχηµα νέα: Ο τρόπος δεν είναι πάντα προφανής Δεν υπάρχει αναλυτική σχέση ακολουθίας-δοµής ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Συγκριτική προτυποποίηση (aka Comparative or Homology Modeling) Ξεκάθαρη σχέση µε προσδιορισµένη δοµή Οµοιότητα στο επίπεδο της αλληλουχίας Βασικές Αρχές Φυσικά η Θερµοδυναµική Υπόθεση (Πολύ) όµοιες ακολουθίες αναµένουµε να διπλώνουν µε τον ίδιο τρόπο Η δοµή περισσότερο συντηρηµένη από ακολουθία ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Συγκριτική προτυποποίηση (aka Comparative or Homology Modeling) 1.Εντοπισµός κατάλληλης δοµής-µήτρας (template) και αρχική στοίχιση (seq) [αν δεν βρω?] 2.Βελτίωση της στοίχισης (seq) 3.Κατασκευή κύριας αλυσίδας 4.Προτυποποίηση θηλιών 5.Προτυποποίηση πλευρικών αλυσίδων 6.Βελτιστοποίηση µοντέλου 7.Επικύρωση µοντέλου Σε κάθε βήµα υπάρχουν εναλλακτικοί τρόποι προσέγγισης ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
1. Εντοπισµός κατάλληλης δοµής-µήτρας (template) - στοίχιση Βασιζόµαστε στις υπάρχουσες µεθοδολογίες (DP, BLASTP, FASTA µη βιάζεστε, στα επόµενα...) Αναζήτηση έναντι των ακολουθιών εγγραφών της PDB Δυνητικά σε 2 βήµατα Κρίσιµα σηµεία Επιλογή 1(??) δοµής-µήτρας [κριτήρια??] Στοίχιση στο επίπεδο ακολουθίας ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
2. Βελτίωση της στοίχισης Δυναµικός προγραµµατισµός (δείτε επόµενα) Μαθηµατικά βέλτιστη στοίχιση Βιολογικά/Δοµικά?? Πιθανή χρήση (επιπλέον) οµόλογων profile alignment multiple sequence alignment Αξιοποίηση δοµικών περιορισµών Κανονικές δευτεροταγείς δοµές Θηλιές ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
3. Κατασκευή κύριας αλυσίδας Αντιγραφή από τη δοµή-µήτρα Αποφυγή λαθών εγγραφών PDB Εντοπισµός πχ PDBREPORT: http://swift.cmbi.ru.nl/gv/pdbreport/ επιλογή µήτρας µε τα λιγότερα σφάλµατα Χρήση πολλαπλών µητρών Πλεονεκτικό: κάλυψη µεγαλύτερου τµήµατος της άγνωστης πρωτεΐνης Δεν είναι πάντα απλό... ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
(Εντοπισµός πιθανών σφαλµάτων) Μικρές αποστάσεις ατόµων Ασυνήθιστα µήκη/γωνίες δεσµών Ασυνήθιστα διαστροφοµερή Missing atoms... ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
4. Προτυποποίηση θηλιών Στοιχίσεις µε κενά Insertions => δεν υπάρχει δοµή για τη θηλιά Deletions => πρέπει να ενωθούν µη διαδοχικά κατάλοιπα Απαιτούνται στεροδιαταξικές αλλαγές στην κύρια αλυσίδα της µήτρας όχι σε κανονικές δευτεροταγείς δοµές δεν είναι εύκολο να προβλεφθούν υπάρχει εγγενές πρόβληµα ακόµη και χωρίς κενά επιφανειακές θηλιές => κρυσταλλογραφικές επαφές µέγεθος πλευρικών αλυσίδων ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
4. Προτυποποίηση θηλιών (II) Δύο κύριες προσεγγίσεις Knowledge based Αναζήτηση στην PDB για θηλιές µε τα ίδια άκρα Αντιγραφή της στερεοδιάταξης Energy based Χρησιµοποίηση ab initio τεχνικών (δείτε παρακάτω??) Ελαχιστοποίηση ενέργειας (Monte Carlo, Simulated annealing) Αποδοτικές µόνο για µικρές θηλιές (<10aa) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
5. Προτυποποίηση πλευρικών αλυσίδων Ύπαρξη διαστροφοµερών (rotamer) Διαφορετικές στερεοδιατάξεις σχετικά µε την κύρια αλυσίδα Συχνά οµόλογες δοµές έχουν παρόµοιες χ1 Προτιµήσεις => rotamer libraries Επιρροή από γειτονικές πλευρικές αλυσίδες Επιρροή στην κύρια αλυσίδα Επιρροή από την κύρια αλυσίδα Απόδοση Καλή στον υδρόφοβο πυρήνα Μειωµένη σε επιφανειακά κατάλοιπα ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
6. Βελτιστοποίηση µοντέλου Πρόβλεψη διαστροφοµερών Ενεργειακή ελαχιστοποίηση Πρόβλεψη επιπτώσεων στην κύρια αλυσίδα + αλλαγές Σύγκλιση? ΤΕΛΟΣ ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
6. Βελτιστοποίηση µοντέλου (ΙΙ) Ελαχιστοποίηση ενέργειας Στο σύνολο της δοµής!!! Απαιτείται ακρίβεια στη συνάρτηση ενέργειας Αποφυγή ΧΟΝΤΡΩΝ λαθών Εισαγωγή µικρών (συχνά ανεπιθύµητων) λαθών Χρήση δοµικών περιορισµών Χρήση µε φειδώ... Χρήση τεχνικών µοριακής δυναµικής ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
7. Επικύρωση µοντέλου Εντοπισµός πιθανών λαθών Χρήση ενεργειακών υπολογισµών Έλεγχος κανονικότητας µήκη δεσµών (επίπεδες) γωνίες δεσµών δίεδρες γωνίες 3D κατανοµή πολικών/υδρόφοβων καταλοίπων γεωµετρία ατοµικών επαφών Το πλήθος (και η σοβαρότητα) τους εξαρτάται οµοιότητα σε επίπεδο ακολουθίας σφάλµατα στη δοµή-µήτρα ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Συγκριτική προτυποποίηση: Επιδόσεις Πλεονεκτήµατα Ταχύτητα Ακρίβεια (RMSD 1-3Å) Μειονεκτήµατα Ακρίβεια εξαρτώµενη της περιοχής (πχ θηλιές) Εξαρτάται από την ποιότητα στοίχισης, µέγεθος PDB, αντιπροσωπευτικού δείγµατος δοµών Προβληµατική στο 'Twilight Zone', ORFans Δε δίνει πληροφορία για το µηχανισµό διπλώµατος Όχι και τόσο απλή διαδικασία τελικά :-( ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Εάν δε βρω κατάλληλη δοµή-µήτρα? ΑΤΥΧΗΣΕΣ!!! Ab initio και Fold recognition ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Προβλέψεις σε 1D-2D-2.5D Μικρότερη ευκρίνεια Απλούστερες (??) Χρήσιµες πληροφορίες Σηµείο έναρξης για ab initio/threading (??) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
2D-2.5D??? Πρόγνωση δευτεροταγούς δοµής σφαιρικών υδατοδιαλυτών πρωτεϊνών Πρόγνωση της τοπολογίας διαµεµβρανικών πρωτεϊνών α-ελικοειδείς διαµεµβρανικές πρωτεΐνες διαµεµβρανικά β-βαρέλια Πρόγνωση πεπτιδίων-οδηγών Πρόγνωση PTMs Αλληλεπιδράσεις καταλοίπων... ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Πρόγνωση δευτεροταγούς δοµής σφαιρικών υδατοδιαλυτών πρωτεϊνών Ένα από τα πιο δηµοφιλή προβλήµατα δοµικής υπολογιστικής βιολογίας Ποικιλία Μεθοδολογικών Προσεγγίσεων Εµπειρικές Στατιστικές Μηχανικής Μάθησης ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Πρόβληµα 1D The problem: An intermediate solution/representation: Restating the problem: Adapted from: Zvelebil & Baum, 2008 ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Καθορισµός Δευτεροταγούς Δοµής ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία Από: Bourne and Wu (2009)
Καθορισµός Δευτεροταγούς Δοµής: Λυµένο Πρόβληµα? ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία Από: Bourne and Wu (2009)
Στοιχεία Δευτεροταγούς Δοµής ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Σηµαντικά Επιτεύγµατα Χρήση Μεθόδων Μηχανικής Μάθησης (π.χ. ANNs, SVMs) Ενσωµάτωση εξελικτικής πληροφορίας (π.χ. πολλαπλές στοιχίσεις) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Επαλήθευση των προγνώσεων Μέτρα Ακρίβειας Πρόγνωσης Για µια αλυσίδα Ν καταλοίπων Ακρίβεια Segment Overlap (SOV; Zemla et al., 1999) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
SOV??? Από: Zvelebil and Baum (2008) Τροποποίηση από: Zemla et al., 1999 ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Τεχνικές Βασισµένες σε Προτιµήσεις Αµινοξικών Καταλοίπων ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία Από: Bourne and Wu (2009)
Τεχνικές 1ης Γενιάς (ή µίας αλληλουχίας) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Τεχνικές 2ης Γενιάς (ANNs) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Τεχνικές 2ης Γενιάς (HMMs) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Τεχνικές 2ης Γενιάς (SVMs) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Μην ξεχνάτε: Η ποιότητα εξαρτάται από το στόχο!! Από: Zvelebil and Baum (2008) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Μην ξεχνάτε: Η ποιότητα εξαρτάται από το στόχο!! Από: Zvelebil and Baum (2008) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Ανάλυση, Πρόβλεψη και Μοντελοποίηση της Δοµής Διαµεµβρανικών Πρωτεϊνών ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία Από: Bourne and Wu (2009)
Λίγη (προσωπική) Ιστορία Topology prediction Classification Sequence Analysis ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία Tools/Servers freely available at: http://biophysics.biol.uoa.gr/
Ανάλυση, Πρόβλεψη και Μοντελοποίηση της Δοµής Διαµεµβρανικών Πρωτεϊνών A simple (?) problem... ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Ανάλυση, Πρόβλεψη και Μοντελοποίηση της Δοµής Διαµεµβρανικών Πρωτεϊνών And a solution... A simple (?) problem... http://troodos.biol.ucy.ac.cy/cgi-bin/knnpredict_cgi Structural analysis of PDB polytopic TM entries Instance based (knn) classification scheme Promponas et al. (submitted). ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία TM1 TM1 TM2 TM2 TM3 TM3 TM4 TM4 TM5 TM5
Η µέθοδος των κ-πλησιέστερων γειτόνων (knn) ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Τεχνικές Ανάλυσης Σήµατος: Εφαρµογή στην πρόβλεψη της τοπολογίας διαµεµβρανικών ββαρελιών ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία
Τεχνικές Ανάλυσης Σήµατος: Εφαρµογή στην πρόβλεψη της τοπολογίας διαµεµβρανικών ββαρελιών Transform Seq->TS The spectral density ratio model A proper distance... and a clustering method ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία Ioannou et al, BioSystems, 2010.
Συζήτηση... Διαδικτυακές πηγές Protein Data Bank http://www.rcsb.org SCOP http://scop.mrc-lmb.cam.ac.uk/scop/ CATH http://www.cathdb.info GOLD http://www.genomesonline.org/ Επιπλέον διδακτικό υλικό: http://troodos.biol.ucy.ac.cy ΒΙΟ 230 Εισαγωγή στην Υπολογιστική Βιολογία