I-TASSER

I-TASSER (Iterative Threading ASSEmbly Refinement) amino asit sekanslarından protein moleküllerinin üç boyutlu yapısını tahmin etmek için kullanılan bir biyoinformatik yöntemi.Roy A, Kucukural A, Zhang Y (2010). "I-TASSER: a unified platform for automated protein structure and function prediction". Nature Protocols. 5 (4): 725–738. doi:10.1038/nprot.2010.5. PMC 2849174. PMID 20360767. Katlama tanıma adı verilen bir teknikle Protein Veri Bankası'ndan yapı şablonlarını algılar. Kopya değiştirme Monte Carlo simülasyonları kullanılarak katlanma şablonlarından yapısal parçalar yeniden bir araya getirilerek tam uzunlukta yapı modelleri oluşturulur. I-TASSER, topluluk çapındaki CASP deneylerine göre en başarılı protein yapısı tahmin yöntemlerinden biridir.

I-TASSER, hedef proteinin yapısal modellerini protein fonksiyon veritabanlarındaki bilinen proteinlerle yapısal olarak eşleştirerek ligand bağlanma bölgesi, gen ontolojisi ve enzim komisyonu hakkında ek açıklamalar sağlayan yapı tabanlı protein fonksiyon tahminleri için genişletilmiştir.Roy A, Yang J, Zhang Y (2012). "COFACTOR: An accurate comparative algorithm for structure-based protein function annotation". Nucleic Acids Research. 40 (Web Server issue): W471–W477. doi:10.1093/nar/gks372. PMC 3394312. PMID 22570420.Zhang C, Freddolino PL, Zhang Y (2017). "COFACTOR: improved protein function prediction by combining structure, sequence and protein-protein interaction information". Nucleic Acids Research. 45 (W1): W291–W299. doi:10.1093/nar/gkx366. PMC 5793808. PMID 28472402. I-TASSER, Michigan Üniversitesi, Ann Arbor'daki Yang Zhang Laboratuvarı'nda  yerleşik olarak bulunan bir çevrimiçi sunucuya sahiptir. Bu sunucu kullanıcıların diziler göndererek yapı ve işlev tahminleri elde etmelerine olanak tanımaktadır. Sunucu kullanmak yerine bağımsız bir I-TASSER paketi olan I-TASSER Suite I-TASSER web sitesinden  indirilebilir.

 CASP'daki sırası 
CASP protein katlanması ve protein yapı tahmini alanındaki en iyi yapı tahmin yöntemlerini karşılaştırmak için toplum çapında bir deneydir. I-TASSER ('Zhang Sunucu' adı ile) CASP sıralamalarında en üstte yer almaktadır. CASP 1994 yılından bu yana iki yılda bir gerçekleşiyor.Moult, J; et al. (1995). "A large-scale experiment to assess protein structure prediction methods"   (PDF). Proteins. 23 (3): ii–iv. doi:10.1002/prot.340230303. PMID 8710822.

 CASP7 (2006) 'de numara 1Battey, JN; et al. (2007). "Automated server predictions in CASP7". Proteins. 69 (Suppl 8): 68–82. doi:10.1002/prot.21761. PMID 17894354. 
 CASP8 (2008) 'de 1 numara: CASP8 resmi sıralaması (164 hedef)  
 CASP9 (2010) 'da 2 numara: CASP9 resmi sıralaması (147 hedef)  
 CASP10 (2012) 'da 1 numara: CASP10 resmi sıralaması (127 hedef)  
 CASP11 (2014) 'da 1 numara: CASP11 resmi sıralaması (126 hedef) 
 CASP12 (2016) 'da 1 numara: CASP12 resmi sıralaması (96 hedef)

 Yöntem 
I-TASSER, protein yapısı ve fonksiyon tahmini için şablon tabanlı bir yöntemdir. I-TASSER altı ardışık adımdan oluşan bir çalışma sistemine sahiptir:

 1, PSSpred  tarafından ikincil yapı tahmini 
 2, LOMETS tarafından şablon tespitiWu S, Zhang Y (2007). "LOMETS: A local meta-threading-server for protein structure prediction". Nucleic Acids Research. 35 (10): 3375–3382. doi:10.1093/nar/gkm251. PMC 1904280. PMID 17478507. 
 3, kopya değişimi Monte Carlo simülasyonu kullanarak yapısal parçaların birleştirilmesiSwendsen RH, Wang JS (1986). "Replica Monte Carlo simulation of spin glasses". Physical Review Letters. 57 (21): 2607–2609. doi:10.1103/physrevlett.57.2607. PMID 10033814. 
 4, SPICKERZhang Y, Skolnick J (2004). "SPICKER: A Clustering Approach to Identify Near-Native Protein Folds". Journal of Computational Chemistry. 25 (6): 865–871. doi:10.1002/jcc.20011. PMID 15011258. kullanarak yapı tuzakları kümeleme ile model seçimi 
 5, parça güdümlü moleküler dinamik simülasyonu (FG-MD)Zhang J, Liang Y, Zhang Y (2011). "Atomic-Level Protein Structure Refinement Using Fragment-Guided Molecular Dynamics Conformation Sampling". Structure. 19 (12): 1784–1795. doi:10.1016/j.str.2011.09.022. PMC 3240822. PMID 22153501. veya ModRefinerXu D, Zhang Y (2011). "Improving the Physical Realism and Structural Accuracy of Protein Models by a Two-step Atomic-level Energy Minimization". Biophysical Journal. 101 (10): 2525–2534. doi:10.1016/j.bpj.2011.10.024. PMC 3218324. PMID 22098752. ile atom düzeyinde yapı inceltme 
 6, COACH tarafından yapı temelli biyoloji fonksiyonu ek açıklamasıYang J, Roy A, Zhang Y (2013). "Protein-ligand binding site recognition using complementary binding-specific substructure comparison and sequence profile alignment". Bioinformatics. 29 (20): 2588–2595. doi:10.1093/bioinformatics/btt447. PMC 3789548. PMID 23975762.

 Çevrimiçi Sunucu 
I-TASSER sunucusu, kullanıcıların otomatik olarak protein yapısı ve fonksiyon tahminleri üretmesine olanak tanır.

 Girdi 
 Zorunlu: 
 10 ila 1.500 arasında uzunluğa sahip amino asit sekansı 
 İsteğe bağlı (kullanıcı, I-TASSER modellemesine yardımcı olmak için isteğe bağlı olarak kısıtlamalar ve şablonlar sağlayabilir): 
 Temas sınırlamaları 
 Mesafe haritaları 
 Özel şablonların dahil edilmesi 
 Özel şablonların hariç tutulması 
 İkincil yapılar 
 Çıktı 
 Yapı tahmini: 
 İkincil yapı tahmini 
 Çözücü erişilebilirlik tahmini 
 LOMETS'den ilk 10 sonucun hizalaması 
 İlk 5 tam uzunlukta atom modeli (küme yoğunluğuna göre sıralanmıştır) 
 Yapısal olarak tahmin edilen modellere en yakın 10 PDB proteini 
 Öngörülen modellerin tahmini doğruluğu (tüm modellerin güven puanı, ilk model için tahmini TM puanı ve RMSD ve tüm modellerin aminoasit başına hatası dahil) 
 B faktörü tahmini 
 İşlev tahmini: 
 Enzim Sınıflandırması (Enzyme Classification / EC) ve güven puanı 
 Gen Ontolojisi (Gene Ontology / GO) terimleri ve güven puanı 
 Ligand bağlanma bölgeleri ve güven puanı 
 Tahmin edilen ligand bağlanma bölgelerinin bir görüntüsü

  I-TASSER Suite 
I-TASSER Suite, Yang Zhang Lab tarafından protein yapısı tahmini ve iyileştirmesi ve yapıya dayalı protein işlevi ek açıklamaları için geliştirilmiş bağımsız bir bilgisayar programı paketidir.Yang J, Roy A, Zhang Y (2015). "The I-TASSER Suite: Protein structure and function prediction". Nature Methods. 12 (1): 7–8. doi:10.1038/nmeth.3213. PMC 4428668. PMID 25549265. I-TASSER Lisansı aracılığıyla, araştırmacılar aşağıdaki bağımsız programlara erişebilir:

 I-TASSER 
 COACH 
 COFACTOR 
 TM-SITE 
 S-SITE 
 LOMETS 
 MUSTER 
 SPICKER 
 HAAD 
 EDTSurf 
 ModRefiner 
 NW-align 
 PSSpred 
 Library

I-TASSER Suite'in nasıl indirilip kurulacağına ilişkin talimatlar README.txt  adlı dosyada bulunabilir.

 Kaynakça 

 Dış bağlantılar 
 I-TASSER sunucusu ana sayfası  
 Yang Zhang Laboratuvarı  
 CASP ana sayfası  
 Protein yapısı ve fonksiyon tahmini için çevrimiçi I-TASSER sunucusu nasıl kullanılır (İngilizce)

Kategori:Biyoenformatik