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Enregistrement W2071167916 · doi:10.1186/1472-6807-13-20

Defining structural and evolutionary modules in proteins: a community detection approach to explore sub-domain architecture

2013· article· en· W2071167916 sur OpenAlexafffund
José Sergio Hleap, Edward Susko, Christian Blouin

Notice bibliographique

RevueBMC Structural Biology · 2013
Typearticle
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueProtein Structure and Dynamics
Établissements canadiensDalhousie University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaDalhousie UniversityDepartamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación (COLCIENCIAS)
Mots-clésArchitecture domainModularity (biology)Protein domainComputational biologyComputer scienceModular designRobustness (evolution)Protein structureBiologyBioinformaticsGeneticsBiochemistryGene

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: Assessing protein modularity is important to understand protein evolution. Still the question of the existence of a sub-domain modular architecture remains. We propose a graph-theory approach with significance and power testing to identify modules in protein structures. In the first step, clusters are determined by optimizing the partition that maximizes the modularity score. Second, each cluster is tested for significance. Significant clusters are referred to as modules. Evolutionary modules are identified by analyzing homologous structures. Dynamic modules are inferred from sets of snapshots of molecular simulations. We present here a methodology to identify sub-domain architecture robustly, biologically meaningful, and statistically supported. RESULTS: The robustness of this new method is tested using simulated data with known modularity. Modules are correctly identified even when there is a low correlation between landmarks within a module. We also analyzed the evolutionary modularity of a data set of α-amylase catalytic domain homologs, and the dynamic modularity of the Niemann-Pick C1 (NPC1) protein N-terminal domain.The α-amylase contains an (α/β)8 barrel (TIM barrel) with the polysaccharides cleavage site and a calcium-binding domain. In this data set we identified four robust evolutionary modules, one of which forms the minimal functional TIM barrel topology.The NPC1 protein is involved in the intracellular lipid metabolism coordinating sterol trafficking. NPC1 N-terminus is the first luminal domain which binds to cholesterol and its oxygenated derivatives. Our inferred dynamic modules in the protein NPC1 are also shown to match functional components of the protein related to the NPC1 disease. CONCLUSIONS: A domain compartmentalization can be found and described in correlation space. To our knowledge, there is no other method attempting to identify sub-domain architecture from the correlation among residues. Most attempts made focus on sequence motifs of protein-protein interactions, binding sites, or sequence conservancy. We were able to describe functional/structural sub-domain architecture related to key residues for starch cleavage, calcium, and chloride binding sites in the α-amylase, and sterol opening-defining modules and disease-related residues in the NPC1. We also described the evolutionary sub-domain architecture of the α-amylase catalytic domain, identifying the already reported minimum functional TIM barrel.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,006

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0040,002
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,002
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,014
Tête enseignante GPT0,241
Écart entre enseignants0,226 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations21
Publié2013
Routes d'admission2
Résumé présentnon

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