SPINE X: Improving protein secondary structure prediction by multistep learning coupled with prediction of solvent accessible surface area and backbone torsion angles
Notice bibliographique
Résumé
Accurate prediction of protein secondary structure is essential for accurate sequence alignment, three-dimensional structure modeling, and function prediction. The accuracy of ab initio secondary structure prediction from sequence, however, has only increased from around 77 to 80% over the past decade. Here, we developed a multistep neural-network algorithm by coupling secondary structure prediction with prediction of solvent accessibility and backbone torsion angles in an iterative manner. Our method called SPINE X was applied to a dataset of 2640 proteins (25% sequence identity cutoff) previously built for the first version of SPINE and achieved a 82.0% accuracy based on 10-fold cross validation (Q(3)). Surpassing 81% accuracy by SPINE X is further confirmed by employing an independently built test dataset of 1833 protein chains, a recently built dataset of 1975 proteins and 117 CASP 9 targets (critical assessment of structure prediction techniques) with an accuracy of 81.3%, 82.3% and 81.8%, respectively. The prediction accuracy is further improved to 83.8% for the dataset of 2640 proteins if the DSSP assignment used above is replaced by a more consistent consensus secondary structure assignment method. Comparison to the popular PSIPRED and CASP-winning structure-prediction techniques is made. SPINE X predicts number of helices and sheets correctly for 21.0% of 1833 proteins, compared to 17.6% by PSIPRED. It further shows that SPINE X consistently makes more accurate prediction in helical residues (6%) without over prediction while PSIPRED makes more accurate prediction in coil residues (3-5%) and over predicts them by 7%. SPINE X Server and its training/test datasets are available at http://sparks.informatics.iupui.edu/
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».