蛋白質動力学における生物物理学的特徴の発見のためのトポロジーデータ解析アプローチ【JST・京大機械翻訳】

Tang, W. S.; da Silva, G. M.; Kirveslahti, H.; Skeens, E.; Feng, B.; Sudijono, T.; Yang, K. K.; Mukherjee, S.; Rubenstein, B.; Crawford, L.

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202201601892626 整理番号：21P0262046

蛋白質動力学における生物物理学的特徴の発見のためのトポロジーデータ解析アプローチ【JST・京大機械翻訳】

A Topological Data Analytic Approach for Discovering Biophysical Signatures in Protein Dynamics

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発行年： 2022年03月23日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年03月23日
JST資料番号： O7001B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

蛋白質間の構造的差異の同定は,非自明な仕事である。分子動力学シミュレーションから得られた蛋白質構造の対照的な集合を対比すると,生物学的に関連性のある特徴は,偽のゆらぎによって容易に遮蔽できる。ここでは,2セットの蛋白質構造間のトポロジー差をロバストに同定するために設計された計算パイプラインであるSINATRA Proを提示した。アルゴリズム的に,SINATRA Proは,各蛋白質スナップショットのために3D原子座標で最初に取り込まれ,それらの根底にあるトポロジーに従ってそれらを要約する。次に,統計的に有意なトポロジー特徴をユーザ選択代表的蛋白質構造上に投影し,異なる蛋白質集合の生物物理学的特徴の視覚的同定を容易にした。SINATRA Proの能力を評価し,異なる複雑性の5つの独立した蛋白質系の微小配座転移を検出した。全ての試験事例において,SINATRA Proは,以前の実験および計算研究,ならびに文献に従って生物学的に関連性のある新しい特徴によって検証された既知の構造的特徴を同定した。これらの結果は,分子力学シミュレーションから生じる軌跡におけるパターン認識の自明でないタスクを容易にするための有望な方法としてSINATRA Proをハイライトし,実質的に増加した分解能を有する。蛋白質のAuthor SummaryStructal特徴は,それらの生物学的機能と分子結合活性の特徴としてしばしば機能している。これらの構造的特徴を解明することは,基礎となる生物物理学的機構の完全な理解に必須である。蛋白質変異体間の構造的差異の同定を目的とする既存の方法があるが,そのような方法は,幾何学的および動的変化を同時に推論する能力を持たない。本論文では,2セットの蛋白質間の重要な構造的特徴を抽出するための計算フレームワークであるSINATRA Proを提案した。SINATRA Proは,様々なタイプの蛋白質アンサンブルにわたって,静的および動的署名の両方の物理的位置を特定する標準技法をロバストに上回り,それにより分解能を改善した。【JST・京大機械翻訳】

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分子構造 , 蛋白質・ペプチド一般

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