PCI-SS: MISO dynamic nonlinear protein secondary structure prediction
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Since the function of a protein is largely dictated by its three dimensional configuration, determining a protein's structure is of fundamental importance to biology. Here we report on a novel approach to determining the one dimensional secondary structure of proteins (distinguishing alpha-helices, beta-strands, and non-regular structures) from primary sequence data which makes use of Parallel Cascade Identification (PCI), a powerful technique from the field of nonlinear system identification. RESULTS: Using PSI-BLAST divergent evolutionary profiles as input data, dynamic nonlinear systems are built through a black-box approach to model the process of protein folding. Genetic algorithms (GAs) are applied in order to optimize the architectural parameters of the PCI models. The three-state prediction problem is broken down into a combination of three binary sub-problems and protein structure classifiers are built using 2 layers of PCI classifiers. Careful construction of the optimization, training, and test datasets ensures that no homology exists between any training and testing data. A detailed comparison between PCI and 9 contemporary methods is provided over a set of 125 new protein chains guaranteed to be dissimilar to all training data. Unlike other secondary structure prediction methods, here a web service is developed to provide both human- and machine-readable interfaces to PCI-based protein secondary structure prediction. This server, called PCI-SS, is available at http://bioinf.sce.carleton.ca/PCISS. In addition to a dynamic PHP-generated web interface for humans, a Simple Object Access Protocol (SOAP) interface is added to permit invocation of the PCI-SS service remotely. This machine-readable interface facilitates incorporation of PCI-SS into multi-faceted systems biology analysis pipelines requiring protein secondary structure information, and greatly simplifies high-throughput analyses. XML is used to represent the input protein sequence data and also to encode the resulting structure prediction in a machine-readable format. To our knowledge, this represents the only publicly available SOAP-interface for a protein secondary structure prediction service with published WSDL interface definition. CONCLUSION: Relative to the 9 contemporary methods included in the comparison cascaded PCI classifiers perform well, however PCI finds greatest application as a consensus classifier. When PCI is used to combine a sequence-to-structure PCI-based classifier with the current leading ANN-based method, PSIPRED, the overall error rate (Q3) is maintained while the rate of occurrence of a particularly detrimental error is reduced by up to 25%. This improvement in BAD score, combined with the machine-readable SOAP web service interface makes PCI-SS particularly useful for inclusion in a tertiary structure prediction pipeline.
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 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 | 0,001 |
| 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) | 0,009 | 0,004 |
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 ».