Lineage-specific mutational clustering in protein structures predicts evolutionary shifts in function
Notice bibliographique
Résumé
Motivation: Spatially clustered mutations within specific regions of protein structure are thought to result from strong positive selection for altered protein functions and are a common feature of oncoproteins in cancer. Although previous studies have used spatial substitution clustering to identify positive selection between pairs of proteins, the ability of this approach to identify functional shifts in protein phylogenies has not been explored. Results: We implemented a previous measure of spatial substitution clustering (the P3D statistic) and extended it to detect spatially clustered substitutions at specific branches of phylogenetic trees. We then applied the analysis to 423 690 phylogenetic branches from 9261 vertebrate protein families, and examined its ability to detect historical shifts in protein function. Our analysis identified 19 607 lineages from 5362 protein families in which substitutions were spatially clustered on protein structures at P3D < 0.01. Spatially clustered substitutions were overrepresented among ligand-binding residues and were significantly enriched among particular protein families and functions including C2H2 transcription factors and protein kinases. A small but significant proportion of branches with spatially clustered substitution also were under positive selection according to the branch-site test. Lastly, exploration of the top-scoring candidates revealed historical substitution events in vertebrate protein families that have generated new functions and protein interactions, including ancient adaptations in SLC7A2, PTEN, and SNAP25 . Ultimately, our work shows that lineage-specific, spatially clustered substitutions are a useful feature for identifying functional shifts in protein families, and reveal new candidates for future experimental study. Availability and Implementation: Source code and predictions for analyses performed in this study are available at: https://github.com/doxeylab/evoclust3d. Contact: acdoxey@uwaterloo.ca. Supplementary information: Supplementary data are available at Bioinformatics online.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
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 tête enseignante, 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 ».