مجموعة أدوات وخادم تقييم بنية البروتين

📅 آخر تحديث: ١٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة
الصفحة الرئيسية للعملية
مؤشرات الجودة العامة ومؤشرات الجودة الخاصة بكل فئة من فئات PROSESS في صفحة النتائج الرئيسية

برنامج PROSESS ( مجموعة أدوات وخادم تقييم بنية البروتين ) هو خادم ويب مجاني متاح للتحقق من صحة بنية البروتين . [ 1 ] وقد تم تصميمه في جامعة ألبرتا للمساعدة في عملية تقييم والتحقق من صحة هياكل البروتين التي تم حلها بواسطة مطيافية الرنين النووي المغناطيسي .

التحقق من صحة البنية

يُعدّ التحقق من صحة البنية عنصرًا بالغ الأهمية في عملية تحديد البنية، إذ تحتوي العديد من بنى البروتينات على أخطاء بنيوية صغيرة (مثل أطوال الروابط أو الزوايا المشوهة، وزوايا الالتواء غير المتوافقة، وتداخل الذرات) يصعب اكتشافها بالفحص البصري. وتزداد هذه المشكلة حدةً في بنى البروتينات التي تُحل باستخدام مطيافية الرنين النووي المغناطيسي، حيث يتم توليد أعداد كبيرة من البنى وتكثر أخطاء الإحداثيات.

المنهجية

تعتمد معظم بروتوكولات التحقق من صحة البنية القائمة على الرنين المغناطيسي النووي بشكل أساسي على بيانات تأثير أوفرهاوزر النووي (NOE )، أو اقتران J، أو اقتران ثنائي القطب المتبقي ( RDC ) لتقييم البنى أو التحقق من صحتها. وتحديدًا، تسعى هذه البروتوكولات إلى تقييم مدى التطابق بين القيم المرصودة تجريبيًا والمحسوبة لتأثيرات NOE وRDC و/أو اقتران J. ويشير التطابق الجيد بين المعلمات المحسوبة والمرصودة عادةً إلى بنية جيدة. وتركز طرق أخرى للتحقق من صحة البنية (مثل ProCheck وMolProbity و ResProx و VADAR ) على قياس بيانات الإحداثيات، بدلًا من البيانات التجريبية، لتقييم جودة هندسة الروابط أو زوايا الالتواء. ويتميز برنامج PROSESS عن غيره من برامج التحقق من صحة البنية بتقييمه لجودة كلٍ من بيانات الإحداثيات والبيانات التجريبية.

يستطيع برنامج PROSESS أيضًا استخدام الإزاحات الكيميائية للرنين المغناطيسي النووي (بالإضافة إلى تأثيرات NOE) لتقييم أو التحقق من صحة بنى البروتينات. تُعدّ الإزاحات الكيميائية من المتغيرات القابلة للقياس بسهولة ودقة عالية في الرنين المغناطيسي النووي، والتي توفر معلومات قيّمة حول بنية البروتين وديناميكياته (انظر: التنبؤ بالإزاحة الكيميائية للبروتين). على وجه التحديد، يُقيّم برنامج PROSESS مدى التوافق بين الإزاحات الكيميائية المرصودة والإزاحات الكيميائية المتوقعة بواسطة برنامج ShiftX لعناصر HA وCA وCB وN وC وHN في الرنين المغناطيسي النووي. [ 1 ]

إضافةً إلى قدرة برنامج PROSESS على التحقق من صحة البنى باستخدام الإزاحات الكيميائية، فإنه يتحقق أيضًا من العديد من معايير بنية البروتين الأخرى، بما في ذلك جودة الروابط التساهمية وغير التساهمية، وجودة التراص الذري، وجودة زاوية الالتواء، وجودة تأثير NOE (أي قياس مدى توافق النموذج مع قيود المسافة المستندة إلى تأثير NOE). يُستخدم ما مجموعه 8 برامج مختلفة (انظر البرامج الفرعية لبرنامج PROSESS أدناه) في عملية تقييم برنامج PROSESS والتحقق من صحته.

يُمكن لبرنامج PROSESS التعامل مع نماذج الأشعة السينية أحادية السلسلة، ونماذج الأشعة السينية متعددة السلاسل، ومجموعات الرنين النووي المغناطيسي أحادية السلسلة، ومجموعات الرنين النووي المغناطيسي متعددة السلاسل للبروتينات أحادية ومتعددة الوحدات. إضافةً إلى قدرته على التحقق من صحة هياكل البروتينات باستخدام الرنين النووي المغناطيسي، يُمكن استخدام PROSESS للتحقق من صحة أي نموذج بروتيني أو تقييمه، بغض النظر عن طريقة حله (الأشعة السينية، الرنين النووي المغناطيسي، النمذجة المقارنة، إلخ).

الناتج

يُنتج برنامج PROSESS تقريرًا مفصلاً وملونًا للتحقق من صحة بنية البروتين، يتضمن جداول وصورًا مُرمّزة بالألوان ورسومًا بيانية أو أعمدة بيانية. تحتوي العديد من الجداول على روابط تشعبية مُضمّنة لمزيد من التفاصيل أو الشروحات. يستخدم PROSESS في معظم رسوماته البيانية نظام ألوان RAG (أحمر، كهرماني، أخضر) بسيطًا للإشارة إلى جودة معايير البنية المختلفة للبروتين (ككل)، ولأعضاء مختلفة من مجموعة البنية، ولبقايا محددة، ولذرات محددة. تشير درجات اللون الأحمر المختلفة إلى مشاكل خطيرة، وتشير درجات اللون الأصفر أو الكهرماني المختلفة إلى مشاكل محتملة، بينما تشير درجات اللون الأخضر المختلفة إلى أن نموذج البروتين أو بقاياه/ذراته خالية من المشاكل. يُخصص لكل لون رقم (يتراوح من 0 إلى 9 - حيث 0 سيئ و9 ممتاز) لجعل تقييم جودة البنية أكثر قابلية للقياس الكمي. صُممت مؤشرات الجودة ومقاييس ألوان الجودة في PROSESS خصيصًا لمساعدة غير المتخصصين في علم الأحياء البنيوي على فهم تقارير التحقق من صحة بنية البروتين بسهولة وسرعة أكبر. 

مدخل

  1. ملف PDB (مطلوب)
  2. تسلسل البروتين بصيغة FASTA (اختياري)
  3. قيود المسافة بتنسيق XPLOR-NIH (اختياري)
  4. الإزاحات الكيميائية للرنين النووي المغناطيسي بتنسيق BMRB NMR-STAR 2.1 (اختياري)

فئات جودة نموذج PROSESS

  1. جودة الرابطة التساهمية؛
  2. جودة غير تساهمية/جودة التعبئة والتغليف؛
  3. جودة زاوية الالتواء؛
  4. جودة الإزاحة الكيميائية (أي توافق النموذج مع الإزاحات الكيميائية للرنين النووي المغناطيسي)
  5. جودة تأثير NOE (أي توافق النموذج مع قيود المسافة القائمة على تأثير NOE).

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 بيرجانسكي، مارك؛ يونغجي ليانغ؛ جيانجون تشو؛ بيتر تانغ؛ بول ستوثارد؛ يو تشو؛ جوزيف كروز؛ كام ماكدونيل؛ غوهوي لين؛ بول لو؛ ديفيد إس. ويشارت (11 مايو 2010). "PROSESS: مجموعة أدوات وخادم لتقييم بنية البروتين" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 38 (عدد خادم الويب): W633-40. doi : 10.1093/nar/gkq375 . PMC 2896095. PMID 20460469 .