Предсказание внутренней неупорядоченности белков с учетом длины

ВВЕДЕНИЕ: В связи с функциональной значимостью внутренне неупорядоченных белков и участков белков предсказание внутренней неупорядоченности белков по аминокислотной последовательности стало активно развивающимся направлением исследований, что подтверждается 6-м экспериментом по критической оценке методов предсказания структуры белков (Critical Assessment of Techniques for Protein Structure Prediction, CASP6). После первоначальной работы Romero и соавт. ("Identifying disordered regions in proteins from amino acid sequences", IEEE International Conference on Neural Networks, 1997) наша группа разработала несколько предикторов, оптимизированных для длинных неупорядоченных участков (>30 остатков), с точностью предсказания свыше 85%. Однако эти предикторы менее эффективны для коротких неупорядоченных участков (≤30 остатков). Вероятной причиной является зависимость аминокислотного состава и свойств последовательности неупорядоченных участков от их длины. РЕЗУЛЬТАТЫ: Для решения проблемы зависимости от длины при предсказании внутренней неупорядоченности белков были предложены две новые модели-предикторы — VSL2-M1 и VSL2-M2. Эти два предиктора сходны с исходным предиктором VSL1, использованным в эксперименте CASP6. В обеих моделях сначала были разработаны и оптимизированы два специализированных предиктора — соответственно для коротких (≤30 остатков) и длинных (>30 остатков) неупорядоченных участков. Затем был обучен метапредиктор, объединяющий специализированные предикторы в итоговую модель. Согласно результатам 10-кратной перекрестной проверки, предикторы VSL2 обеспечили сбалансированную точность предсказания 81% как для коротких, так и для длинных неупорядоченных участков. Сравнение на обучающем наборе VSL2 с использованием 10-кратной перекрестной проверки и на независимом тестовом наборе неродственных недавно определенных цепей из PDB показало, что предикторы VSL2 были значительно точнее нескольких существующих предикторов внутренней неупорядоченности белков. ЗАКЛЮЧЕНИЕ: Предикторы VSL2 применимы к неупорядоченным участкам любой длины и позволяют точно выявлять короткие неупорядоченные участки, которые часто ошибочно классифицируются ранее разработанными предикторами неупорядоченности. Успешное применение предикторов VSL2 подтвердило ранее выявленные различия в аминокислотном составе и свойствах последовательности между короткими и длинными неупорядоченными участками и обосновало подход, при котором короткие и длинные неупорядоченные участки моделируются раздельно. Предикторы VSL2 находятся в свободном доступе для некоммерческого использования по адресу http://www.ist.temple.edu/disprot/predictorVSL2.php.