Implementation of homology based and non-homology based computational methods for the identification and annotation of orphan enzymes: using Mycobacterium tuberculosis H37Rv as a case study
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Homology based methods are one of the most important and widely used approaches for functional annotation of high-throughput microbial genome data. A major limitation of these methods is the absence of well-characterized sequences for certain functions. The non-homology methods based on the context and the interactions of a protein are very useful for identifying missing metabolic activities and functional annotation in the absence of significant sequence similarity. In the current work, we employ both homology and context-based methods, incrementally, to identify local holes and chokepoints, whose presence in the Mycobacterium tuberculosis genome is indicated based on its interaction with known proteins in a metabolic network context, but have not been annotated. We have developed two computational procedures using network theory to identify orphan enzymes ('Hole finding protocol') coupled with the identification of candidate proteins for the predicted orphan enzyme ('Hole filling protocol'). We propose an integrated interaction score based on scores from the STRING database to identify candidate protein sequences for the orphan enzymes from M. tuberculosis, as a case study, which are most likely to perform the missing function. RESULTS: The application of an automated homology-based enzyme identification protocol, ModEnzA, on M. tuberculosis genome yielded 56 novel enzyme predictions. We further predicted 74 putative local holes, 6 choke points, and 3 high confidence local holes in the genome using 'Hole finding protocol'. The 'Hole-filling protocol' was validated on the E. coli genome using artificial in-silico enzyme knockouts where our method showed 25% increased accuracy, compared to other methods, in assigning the correct sequence for the knocked-out enzyme amongst the top 10 ranks. The method was further validated on 8 additional genomes. CONCLUSIONS: We have developed methods that can be generalized to augment homology-based annotation to identify missing enzyme coding genes and to predict a candidate protein for them. For pathogens such as M. tuberculosis, this work holds significance in terms of increasing the protein repertoire and thereby, the potential for identifying novel drug targets.
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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 | 0,001 | 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 découle