3つのサーバーが提案されており、このページからアクセス可能です (右側参照):

• Fpocket: 簡単なポケット検出を行う
• MDpocket: 分子動力学におけるトラックポケット
• Hpocket: 相同タンパク質内の保存されたポケットを見る

実際には各サーバーには2つのバージョンがあります: デフォルト版と上級版(Mobyleポータル使用)があります。両者はまったく同じプロトコルを使っており、 まったく同じ結果が得られます。 ただし、モビールポータルにはいくつかの利点があります シンプルなスタンドアロンサーバー、例えば ジョブブックマークし、ユーザーとして登録してジョブを保存します。 サーバー(パラメータを含む)を使い、パイプライン化を使用 F/H/MDpocketの出力を他のものに転送する機能 モビールで対応サービスが利用可能です。

Fpocketスイート

fpocketは非常に高速でオープンソースのプロテインポケットです (キャビティ)検出アルゴリズムは、ヴォロノイテッセレーションに基づくものです。 C言語で開発され、 現在はコマンドライン駆動のプログラムとして利用可能です。 今後はウェブサーバーとしても利用可能です。

mdpocketは初リリース以来、 開発されました。このパッケージは追跡を目的に設計されています 異なる整列したタンパク質構造上の空洞、 したがって、 に用いられます:

• 分子動力学中のタンパク質空洞を追跡する 軌跡(当初の目標)
• タンパク質ファミリーにおける保存されたポケットの検索

現在はウェブサーバーのみで利用可能ですが、mdpocketは Fpocket公式にリリースされる 対応する科学的情報が出ればすぐに配布されます 論文は出版されます。

fpocketを掲載に使用する場合は、以下の出典を記載してください:

Schmidtke P, Le Guilloux V, Maupetit J, Tuffery P, fpocket: タンパク質アンサンブルポケット検出と追跡のためのオンラインツール、Nucleic Acids Res. 2010年5月16日。

Le Guilloux V、Schmidtke P、Tuffery P、 Fpocket:リガンドポケットのためのオープンソースプラットフォーム 検出、BMCバイオインフォマティクス、2009年、10:168

タンパク質ポケットの可能性を予測しましょう!

1つまたは複数の入力PDBファイルに基づくFpocketウェブ サーバーは潜在的なポケットのセットを返してくれます 以下を含むさまざまな出力フォーマットがあります:

• 入力タンパク質出力はPDBファイルとしてアルファを含む 球(ポケットを表す)をダミーの炭素原子として
• それぞれ予測されたポケットを定義するPDBおよびPQRファイル
• VMDおよびPymol用の実行可能な可視化スクリプト

さらに、複数のスナップショットが自動的に生成されます 可視化のために、結果は JmolとOpenAstexを用いてサービュア上で直接解析されました 以下の2つの例スナップショットに示されているように、アプレットです。

 

分子動力学におけるトラッキングポケット

MDPocketのオンラインサーバーではfpocketを利用できます 分子動力学軌跡の検出能力 シミュレーション中の高度に保存された空洞帯。全員 必要なのは、多数の形での軌道です。 重ね合わせされたPDBスナップショット。fpocketと同様に、さまざまな ファイルは返却されます:

• MDpocketグリッド(.dxファイル)、アルファ球を表現 密度(方法を参照))
• 入力構造はPDBファイルとして出力され、各原子のbファクター値が記されています この原子の周囲のアルファ球密度を表しています。 高いB因子は、非常に保存された原子を示します ポケット。いくつかの画像が出力として与えられています。 この情報をスナップショットに示すように表現します 右側(赤色=ホットスポット!)

結果の可視化におけるインタラクティブな部分は以下の通りです JmolまたはOpenAsteックスのアプレットのいずれかで実行されました。その タンパク質とMDpocket出力グリッドが示されています メッシュ化された等等面で表されます。その後、 アイソバリュー:最も高いアイソバリューは表面を表示します 高度に保存されたポケットに対応します。最低 等値(isovalue)は、アルファ球が 分子動力学の過程で発見されています。同様の操作は可能です。 各原子にB因子色付けを用いて行われます。詳しくはmddpocketのドキュメントをご覧ください。

重要なのは、MDpocketは特定のポケットを監視することも可能だということです。 それぞれのスナップショットを。オンラインドキュメントの入力・出力セクションをご覧ください。

相同構造における保存されたポケットを見る

クエリタンパク質に基づいているHpocketサーバーは、 3次元構造を持つ相同タンパク質の回収 利用可能(BLASTを使用)、かつトラック保存されたポケット MDpocketで取得したすべての相同体の内にあります 方法論。

結果の可視化はほぼ同じです MDpocket(タンパク質アライメント)について以前に述べたもの 右に示したスナップショットの例です)。Hpocketもまた 以下の情報を取得してください:

• レポートテキストファイルとして結果をまとめて
• PDBはファスタ形式でシーケンスアライメントを検出します。
• 重ね合わせされたPDB相同音を含むアーカイブ

早く

Fpocketは最も高速なポケット予測手法の一つです。 fpocketを単一のタンパク質で運用するなら、それ以下で済みます。 タンパク質の量によりますが、1秒から3〜4秒です。 サーバー自体はそのような目的に特化しているわけではありませんが、 したがって、Fpocketは大規模な研究に適しています (ポケットトーム)MDとHポケットはFポケットの上に構築されているため、 また、非常に速いです。

正確です

Fpocketは評価され、他の最近のものと比較されています 幾何学ベースの手法(BCM論文参照) 外部の多様なタンパク質-リガンド複合体について。以下 右図はFpocket性能が同等であることを示しています。 両方のAPOで他の幾何学的手法よりも優れていることもあります そしてホロプロテイン。

ユニーク

私たちの知る限り、MDpocketは初の無料かつオープンなサイトです PDBファイルのキャビティを追跡できるソースツール。 サーバーはこの手法をホモロジー構造に適用します MD軌道も含めて、 ポケットの保存、動力学、ホットスポットの分析。

記録

Fpocketは非常によく記録されています。BMCに加えて 紙、完全な(PDF)文書は以下の通りです さまざまなfpocketの運用方法の基本的な例をいくつか挙げます プログラムを説明し、さまざまなパラメータを詳細に説明します。 また、いくつかのコードスニペットの例も説明しています 独自のスコアリング機能を含める方法、新しい ポケットディスクリプター... パッケージにはAPIドキュメントも含まれています。

スケーラブル

各fpocketアルゴリズムのパラメータは、他の方法で変更可能です。 コマンドラインのパラメータ。各コマンドラインパラメータは次の通りです。 文書で説明されています。 またはFPOCKETインストール時に作成されたUnixのマニュアルに記載されています (シェルに*manfpocket*とタイプします)。

フリーかつオープンソース

fpocketは完全に無料でオープンソース(GPLライセンス)です。

一時性はMDpocketによって暗黙的に追跡されます

一時的なポケットは明示的に追跡されていません。彼らは グリッド点の等値が低いクラスターで定義されますが、 MDpocketの2回目のラウンドを使って洞察を得る必要があります 特定のポケットの実際のダイナミクスに入り込む。

Fpocketクラスタリング手順によります

MDとHpocketはFpocketをベースにしています。どちらも分別があります fpocketで用いられるパラメータに対して(これも利点です パラメータを変更することで、異なるタイプのポケットを追跡できます)

エネルギー基準は使われていません

FpocketもH/MDpocketも、どちらもジオメトリのみに基づいています。 私たちの意見では、幾何学的手法にはトラッキングの利点があります 小さな分子が立体体から結合できるタンパク質の部分、 幾何学的な視点から。これは私たちが作る上での利点です どのような相互作用が起こりうるかについての仮定はありません。 しかし、エネルギー的な方法が改善できると考えています 非常に手が届かないゾーンを除去することで区割りをポケット化します。

高い構造的差異

これは理論上の制限であり、まだ見られていません。 練習...MDpocketの方法論は品質に依存します 異なる構造間の重ね合わせのことです。 相同タンパク質が構造的に異なれば、 あるいはタンパク質の動きが重要すぎる場合もあります 分子動力学の過程では、結果が満足のいくものでないこともあります。

アルゴリズム

FPOCKETは幾何学に基づくポケット検出アルゴリズムです これはアルファ球の概念に基づいています。 リャンとエデルスブルンナーによって紹介された[3] また、ケミカル・コンピューティング・グループによっても使用されています。 SiteFinderソフトウェア[4]。活用しています QHULLライブラリ[5]の実行 アルファ球体を集めるためのボロノイのテセレーション。

簡単に言えば、アルファ球とは4つの球体に接触する球のことです 境界上に原子があり、内部の原子は含まれていません。 アルファ球半径は、次のように定義される局所曲率を反映します。 4つの原子:平面上の4つの原子は次のようになります 半径が無限大であるアルファ球面、逆に4 四面体の頂点に原子が詰め込まれると、 半径の値はファンデルワールス半径に近い。 タンパク質の場合、非常に小さな球体が タンパク質、外側の大きな球体、そして裂け目 空洞は中間半径の球面に対応します。

fpocketアルゴリズムは以下のステップに分けられます:

• タンパク質全体のアルファ球を計算します
• 半径m<R<Mのアルファ球をフィルタリングします。 現在の実装では m = 3.0、M = 6.0
• 多重連結クラスタリングアルゴリズムを用いたクラスタアルファ球
• 近隣のポケットを統合する
• 小さなポケットを外す
• スコアとランクのポケット

ポケット得点

すべてのポケットがクラスタリングされると、ランク付けが行われます 複数の単純なスコアリング関数を用いる dpocketの記述子。この得点関数は以下の通りです。 307の既知複体を用いて学習セットを用いて校正 (詳細は論文を参照してください)

MDpocket

MDpocketはfpocketの最初の公式拡張機能です 1.0リリースで、タンパク質ポケットの追跡も可能です 分子動力学の過程で。

簡単に言えば、整列されたPDB構造の集合に基づくmdpocket これらのスナップショットごとにfpocketを実行し、収集します すべてアルファ球体として得られます。完成したら、離散的なグリッドができます は(デフォルトで1A解像度)作成され、重ね合わせられます すべてのアルファスフィアに。周囲のアルファ球数 各グリッドポイントがカウントされ、ポケットが形成されます 電子密度マップに似た密度グリッド。

各グリッド点に対して、mdpocketはアルファの数をカウントします 8A(デフォルトパラメータ)の球を中心に配置する球面。 したがって、MD中に空洞が保存されるほど、 この値が高いほど、あるグリッド点(アルファ)に対して 球の密度)。

ポケット

hpocketの概念は基本的に MDpocketから相同構造への変換。MDpocketが取るところ 標準PDBファイルを入力として使うと、 MDpocketメソッドは任意のPDBファイルセットに対して、 それらが構造的に重ね合う必要性、そして 自分が何をしているか分かっている(完全にアライメントすること) 無関係なタンパク質はあまり意味がありません...)

この観察に基づき、私たちはウェブサービスを作成しました。 Hpocketは、 MDpocketから相同構造への変換。なお、 アライメントのステップはさらに重要です 解釈可能な結果です。

サポートを受けるには、fpocketサポートのメーリングリストにメールを送るか、直接 BMCバイオインフォマティクスの論文で提供されたメールを用いて、FPOCKETチームのことです。 ニュースやリリースの情報を知るために、ニュースレターの購読もおすすめします。

fpocketはピーター・シュミットケとヴィンセント・ル・ギユーによって開発されました ピエール・タフェリー博士が提案・指導した修士課程のプロジェクトに同行しました。 MDpocketはPeter SchmidtkeとHpocket preprocessingによって開発されました ジュリアン・モーペティ著。オンラインドキュメントは以下の通りです。 ヴァンサン・ル・ギルー。 すべてのオンラインサービスはジュリアン・モーペティによって開発されました。