Относительная доступная площадь поверхности - Википедия - Relative accessible surface area

Относительная доступная площадь поверхности или же относительная доступность растворителей (RSA) белкового остатка является мерой воздействие остаточного растворителя. Его можно рассчитать по формуле:

[1]

где ASA - это доступная для растворителя площадь поверхности а MaxASA - это максимально возможное доступная для растворителя площадь поверхности для остатка.[1] И ASA, и MaxASA обычно измеряются в .

Чтобы измерить относительную доступность растворителя только для боковой цепи остатка, обычно принимают значения MaxASA, которые были получены для трипептидов Gly-X-Gly, где X - представляющий интерес остаток. Опубликовано несколько шкал MaxASA[1][2][3]и широко используются (см. таблицу).

ОстатокTien et al. 2013 (теор.)[1]Tien et al. 2013 (жирный)[1]Miller et al. 1987 г.[2]Rose et al. 1985 г.[3]
Аланин129.0121.0113.0118.1
Аргинин274.0265.0241.0256.0
Аспарагин195.0187.0158.0165.5
Аспартат193.0187.0151.0158.7
Цистеин167.0148.0140.0146.1
Глутамат223.0214.0183.0186.2
Глутамин225.0214.0189.0193.2
Глицин104.097.085.088.1
Гистидин224.0216.0194.0202.5
Изолейцин197.0195.0182.0181.0
Лейцин201.0191.0180.0193.1
Лизин236.0230.0211.0225.8
Метионин224.0203.0204.0203.4
Фенилаланин240.0228.0218.0222.8
Пролин159.0154.0143.0146.8
Серин155.0143.0122.0129.8
Треонин172.0163.0146.0152.5
Триптофан285.0264.0259.0266.3
Тирозин263.0255.0229.0236.8
Валин174.0165.0160.0164.5

В этой таблице недавно опубликованные значения MaxASA (из Tien et al., 2013 г.[1]) систематически превышают более старые значения (из Миллера и др., 1987 г.[2] или Rose et al. 1985 г.[3]). Это несоответствие можно проследить до конформации, в которой трипептиды Gly-X-Gly оцениваются для расчета MaxASA. В более ранних работах использовалась расширенная конформация, при этом углы позвоночника из и .[2][3] Однако Tien et al. 2013[1] продемонстрировали, что трипептиды в расширенной конформации относятся к наименее подверженным воздействию конформациям. Наибольшие значения ASA постоянно наблюдаются в альфа-спиралях с углами остова около и . Tien et al. 2013 рекомендуют использовать свои теоретические значения MaxASA (2-й столбец в таблице), поскольку они были получены из систематического перечисления всех возможных конформаций и, вероятно, представляют собой истинную верхнюю границу наблюдаемого ASA.[1]

Значения ASA и, следовательно, RSA обычно рассчитываются на основе структуры белка, например, с помощью программного обеспечения DSSP.[4] Тем не менее, существует также обширная литература, в которой предпринимаются попытки предсказать значения RSA на основе данных последовательности с использованием подходов машинного обучения.[5][6]


Инструменты прогнозирования

Экспериментальное предсказание RSA - дорогостоящая и трудоемкая задача. В последние десятилетия для прогнозирования RSA было введено несколько вычислительных методов.[7][8][9]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час Tien, M. Z .; Мейер, А.Г .; Сыдыкова, Д.К .; Spielman, S.J .; Уилке, К. О. (2013). «Максимально допустимая доступность растворителей остатков в белках». PLOS ONE. 8 (11): e80635. arXiv:1211.4251. Bibcode:2013PLoSO ... 880635T. Дои:10.1371 / journal.pone.0080635. ЧВК  3836772. PMID  24278298.
  2. ^ а б c d Miller, S .; Janin, J .; Леск, А. М .; Чотиа, К. (1987). «Внутренняя часть и поверхность мономерных белков». J. Mol. Биол. 196 (3): 641–656. Дои:10.1016/0022-2836(87)90038-6. PMID  3681970.
  3. ^ а б c d Rose, G.D .; Geselowitz, A.R .; Lesser, G.J .; Lee, R.H .; Зехфус, М. Х. (1985). «Гидрофобность аминокислотных остатков глобулярных белков». Наука. 229 (4716): 834–838. Bibcode:1985Научный ... 229..834R. Дои:10.1126 / science.4023714. PMID  4023714.
  4. ^ Kabsch, W .; Сандер, К. (1983). «Словарь вторичной структуры белков: распознавание образов водородных связей и геометрических элементов». Биополимеры. 22 (12): 2577–2637. Дои:10.1002 / bip.360221211. PMID  6667333.
  5. ^ Хёнсу, Ким; Хэсун, Парк (2003). «Прогнозирование относительной доступности растворителей для белков с помощью машин опорных векторов и локального 3D дескриптора дальнего взаимодействия» (PDF). Получено 10 апреля 2015.
  6. ^ Рост, Буркхард; Сандер, Крис (1994). «Сохранение и прогнозирование доступности растворителей в белковых семьях». Белки. 20 (3): 216–26. Дои:10.1002 / prot.340200303. PMID  7892171. Получено 10 апреля 2015.
  7. ^ Калил, Маназ; Торриси, Мирко; Муни, Кэтрин; Полластри, Джанлука (01.09.2019). «PaleAle 5.0: прогнозирование относительной доступности растворителей белков с помощью глубокого обучения». Аминокислоты. 51 (9): 1289–1296. Дои:10.1007 / s00726-019-02767-6. HDL:10197/11324. ISSN  1438-2199. PMID  31388850.
  8. ^ Ван, Шэн; Ли, Вэй; Лю, Шиванг; Сюй, Дзинбо (2016-07-08). «RaptorX-Property: веб-сервер для прогнозирования свойств структуры белков». Исследования нуклеиновых кислот. 44 (W1): W430 – W435. Дои:10.1093 / нар / gkw306. ISSN  0305-1048. ЧВК  4987890. PMID  27112573.
  9. ^ Magnan, Christophe N .; Бальди, Пьер (2014-09-15). «SSpro / ACCpro 5: почти идеальное предсказание вторичной структуры белка и относительной доступности растворителей с использованием профилей, машинного обучения и структурного сходства». Биоинформатика. 30 (18): 2592–2597. Дои:10.1093 / биоинформатика / btu352. ISSN  1367-4803. ЧВК  4215083. PMID  24860169.