المحاذاة الهيكلية

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 2 صور
الموسوعة الحرة
محاذاة بنيوية للثيوريدوكسينات من الإنسان وذبابة الفاكهة (دروسوفيلا ميلانوجاستر) . تظهر البروتينات على شكل أشرطة، حيث يُمثل البروتين البشري باللون الأحمر، وبروتين الذبابة باللون الأصفر. تم توليدها من قاعدة بيانات البروتينات PDB 3TRX و 1XWC .

يسعى المحاذاة البنيوية إلى إثبات التشابه بين بنيتين أو أكثر من بنى البوليمرات بناءً على شكلها وتكوينها ثلاثي الأبعاد . تُطبق هذه العملية عادةً على البنى الثالثية للبروتينات ، ولكن يمكن استخدامها أيضًا لجزيئات الحمض النووي الريبي الكبيرة . على عكس التراكب البنيوي البسيط، حيث تُعرف بعض البقايا المتكافئة على الأقل في البنيتين، لا تتطلب المحاذاة البنيوية معرفة مسبقة بالمواقع المتكافئة. تُعد المحاذاة البنيوية أداة قيّمة لمقارنة البروتينات ذات التشابه التسلسلي المنخفض، حيث يصعب الكشف عن العلاقات التطورية بين البروتينات باستخدام تقنيات محاذاة التسلسل القياسية . لذلك، يمكن استخدام المحاذاة البنيوية لاستنتاج العلاقات التطورية بين البروتينات التي تشترك في القليل جدًا من التسلسل المشترك. ويمكن بعد ذلك تحديد خصائص هذه العلاقات من خلال علم الوراثة البنيوي . مع ذلك، ينبغي توخي الحذر عند تفسير أي نتائج كدليل على أصل تطوري مشترك نظرًا للتأثيرات المُربكة المحتملة للتطور التقاربي ، والذي بموجبه تتقارب تسلسلات الأحماض الأمينية غير المرتبطة أو المتباعدة على بنية ثالثية مشتركة .

تُتيح عمليات المحاذاة البنيوية مقارنة سلسلتين أو عدة سلاسل . ولأن هذه المحاذاة تعتمد على معلومات حول التكوينات ثلاثية الأبعاد لجميع السلاسل المستهدفة، فإن هذه الطريقة لا تُستخدم إلا مع السلاسل التي تُعرف بنيتها. وعادةً ما تُكتشف هذه البنى باستخدام علم البلورات بالأشعة السينية أو مطيافية الرنين النووي المغناطيسي . من الممكن إجراء محاذاة بنيوية على البنى الناتجة عن طرق التنبؤ بالبنية . في الواقع، غالبًا ما يتطلب تقييم هذه التنبؤات محاذاة بنيوية بين النموذج والبنية الحقيقية المعروفة لتقييم جودة النموذج. [ 1 ] تُعد المحاذاة البنيوية مفيدة بشكل خاص في تحليل البيانات من جهود علم الجينوم البنيوي وعلم البروتينات ، ويمكن استخدامها كنقاط مقارنة لتقييم المحاذاة الناتجة عن طرق المعلوماتية الحيوية القائمة على التسلسل فقط . [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

تُنتج عملية محاذاة البنية تراكبًا لمجموعات إحداثيات الذرات ، بالإضافة إلى أقل انحراف متوسط ​​تربيعي ( RMSD ) بين البنيتين. يشير RMSD لبنيتين محاذيتين إلى مدى تباعدهما. قد تتعقد عملية محاذاة البنية بوجود نطاقات بروتينية متعددة ضمن بنية واحدة أو أكثر من البنى المُدخلة، لأن التغيرات في التوجه النسبي للنطاقات بين البنيتين المراد محاذاتهما قد تُؤدي إلى تضخيم قيمة RMSD بشكل مصطنع.

البيانات الناتجة عن المحاذاة الهيكلية

تتمثل المعلومات الأساسية الناتجة عن عملية محاذاة هيكلية ناجحة في مجموعة من البقايا التي تُعتبر متكافئة بين الهياكل. تُستخدم هذه المجموعة من التكافؤات عادةً لتركيب الإحداثيات ثلاثية الأبعاد لكل هيكل مُدخل. (يُرجى ملاحظة أنه يمكن تثبيت أحد عناصر الإدخال كمرجع، وبالتالي لا تتغير إحداثياته ​​المركبة). يمكن استخدام الهياكل المُطابقة لحساب قيم RMSD المتبادلة، بالإضافة إلى مقاييس أخرى أكثر تطورًا للتشابه الهيكلي، مثل اختبار المسافة العالمية (GDT، [ 5 ] وهو المقياس المُستخدم في CASP ). تتضمن المحاذاة الهيكلية أيضًا محاذاة تسلسل أحادية البعد مُقابلة، والتي يمكن من خلالها حساب هوية التسلسل، أو النسبة المئوية للبقايا المتطابقة بين الهياكل المُدخلة، كمقياس لمدى تقارب التسلسلين.

أنواع المقارنات

نظرًا لأن بنية البروتينات تتكون من أحماض أمينية ترتبط سلاسلها الجانبية بهيكل بروتيني مشترك، فإنه يمكن استخدام عدد من المجموعات الفرعية المختلفة للذرات المكونة لجزيء البروتين الضخم في إنشاء محاذاة هيكلية وحساب قيم RMSD المقابلة. عند محاذاة هياكل ذات تسلسلات مختلفة جدًا، لا تُؤخذ ذرات السلسلة الجانبية في الاعتبار عادةً لأن هويتها تختلف بين العديد من البقايا المحاذية. لهذا السبب، من الشائع أن تستخدم طرق المحاذاة الهيكلية افتراضيًا ذرات الهيكل الأساسي المضمنة في الرابطة الببتيدية فقط . ولتبسيط العملية وزيادة كفاءتها، غالبًا ما تُؤخذ مواقع ذرات الكربون ألفا فقط في الاعتبار، نظرًا لأن الرابطة الببتيدية لها شكل مستوٍ ذو تنوع ضئيل . فقط عندما تكون الهياكل المراد محاذاتها متشابهة للغاية أو حتى متطابقة، يكون من المجدي محاذاة مواقع ذرات السلسلة الجانبية، وفي هذه الحالة لا يعكس RMSD شكل الهيكل الأساسي للبروتين فحسب، بل يعكس أيضًا حالات التماثل الدوراني للسلاسل الجانبية. تشمل معايير المقارنة الأخرى التي تقلل من التشويش وتعزز التطابقات الإيجابية تحديد البنية الثانوية ، وخرائط الاتصال الأصلية أو أنماط تفاعل البقايا، ومقاييس تعبئة السلاسل الجانبية، ومقاييس الاحتفاظ بالروابط الهيدروجينية . [ 6 ]

التراكب البنيوي

لا تُجري أبسط مقارنة ممكنة بين بنى البروتينات أي محاولة لمحاذاة البنى المُدخلة، وتتطلب محاذاة مُحسوبة مسبقًا كمدخل لتحديد أي من الأحماض الأمينية في التسلسل يُراد أخذها في الاعتبار عند حساب متوسط ​​الانحراف التربيعي الجذري (RMSD). يُستخدم التراكب البنيوي عادةً لمقارنة التكوينات المتعددة لنفس البروتين (في هذه الحالة، لا حاجة للمحاذاة لأن التسلسلات متطابقة)، ولتقييم جودة المحاذاة الناتجة باستخدام معلومات التسلسل فقط بين تسلسلين أو أكثر معروفة بنيتهما. تستخدم هذه الطريقة تقليديًا خوارزمية مطابقة المربعات الصغرى البسيطة، حيث تُحدد الدورانات والانتقالات المثلى بتقليل مجموع مربعات المسافات بين جميع البنى في التراكب. [ 7 ] ومؤخرًا، ساهمت طرق الاحتمال الأقصى والطرق البايزية بشكل كبير في زيادة دقة الدورانات والانتقالات ومصفوفات التغاير المُقدَّرة للتراكب. [ 8 ] [ 9 ]

طُوِّرت خوارزميات تعتمد على الدوران متعدد الأبعاد والأعداد الرباعية المعدلة لتحديد العلاقات الطوبولوجية بين بنى البروتينات دون الحاجة إلى محاذاة مُسبقة. وقد نجحت هذه الخوارزميات في تحديد الطيات المتعارف عليها، مثل حزمة الحلزونات الأربعة . [ 10 ] تتميز طريقة SuperPose ( المؤرشفة بتاريخ 31 أكتوبر 2015 في Wayback Machine) بقابلية توسيع كافية لتصحيح دوران النطاقات النسبية وغيرها من المشكلات البنيوية. [ 11 ]

تقييم التشابه

غالبًا ما يكون الهدف من البحث عن تراكب بنيوي ليس التراكب بحد ذاته، بل تقييم مدى تشابه بنيتين أو الثقة في محاذاة بعيدة. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] ويكمن أحد الفروق الدقيقة، وإن كانت مهمة، بين التراكب البنيوي الأقصى وتحويل المحاذاة إلى درجة تشابه ذات دلالة. [ 12 ] [ 13 ] تُخرج معظم الطرق نوعًا من "الدرجة" التي تُشير إلى جودة التراكب. [ 5 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 12 ] [ 13 ] ومع ذلك، فإن ما يُراد في الواقع ليس مجرد "درجة Z" مُقدَّرة أو قيمة E مُقدَّرة لرؤية التراكب الملحوظ بالصدفة، بل يُراد أن تكون قيمة E المُقدَّرة مُرتبطة ارتباطًا وثيقًا بقيمة E الحقيقية. الأمر المهم هو أنه حتى لو كانت قيمة E المقدرة لطريقة ما صحيحة تمامًا في المتوسط ، فإذا افتقرت إلى انحراف معياري منخفض في عملية توليد القيمة المقدرة، فإن ترتيب التشابهات النسبية لبروتين الاستعلام مع مجموعة المقارنة نادرًا ما يتوافق مع الترتيب "الحقيقي". [ 12 ] [ 13 ]

تختلف طرق التراكب في عدد البقايا المُطبقة نظرًا لاختلاف معايير ضمان الجودة وتعريفات "التداخل" المستخدمة؛ فبعضها يقتصر على البقايا التي تستوفي معايير التراكب المحلية والعالمية المتعددة، بينما تتسم طرق أخرى بالمرونة والشمولية. قد يعني تراكب عدد أكبر من الذرات تشابهًا أكبر، ولكنه لا يُنتج دائمًا أفضل قيمة E التي تُحدد مدى احتمالية التراكب، وبالتالي لا يُعدّ مفيدًا لتقييم التشابه، خاصةً في المتماثلات البعيدة. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

التعقيد الخوارزمي

الحل الأمثل

لقد ثبت أن عملية " ربط " تسلسل بروتيني على بنية معروفة، وإنتاج محاذاة تسلسلية متعددة مثلى، تُصنف ضمن مسائل NP-complete . [ 16 ] [ 17 ] مع ذلك، لا يعني هذا أن مشكلة المحاذاة البنيوية تُصنف ضمن مسائل NP-complete. وبالتحديد، لا يُعرف الحل الأمثل لمشكلة محاذاة بنية البروتين إلا لبعض مقاييس تشابه بنية البروتين، مثل المقاييس المستخدمة في تجارب التنبؤ ببنية البروتين، GDT_TS [ 5 ] وMaxSub. [ 14 ] يمكن تحسين هذه المقاييس بدقة باستخدام خوارزمية قادرة على زيادة عدد الذرات في بروتينين يمكن تطبيقهما فوق بعضهما البعض ضمن حد مسافة محدد مسبقًا. [ 15 ] لسوء الحظ، فإن خوارزمية الحل الأمثل غير عملية، لأن وقت تشغيلها لا يعتمد فقط على أطوال البروتينات المدخلة، بل أيضًا على هندستها الداخلية.

الحل التقريبي

تم تطوير خوارزميات تقريبية متعددة الحدود لمحاذاة الهياكل، تُنتج مجموعة من الحلول "المثلى" ضمن مُعامل تقريبي لدالة تقييم مُعطاة. [ 15 ] [ 18 ] على الرغم من أن هذه الخوارزميات تُصنف نظريًا مشكلة محاذاة بنية البروتين التقريبية على أنها "قابلة للحل"، إلا أنها لا تزال مُكلفة حسابيًا للغاية بالنسبة لتحليل بنية البروتين على نطاق واسع. ونتيجة لذلك، لا توجد خوارزميات عملية تتقارب نحو الحلول الشاملة للمحاذاة، بالنظر إلى دالة التقييم. لذا، فإن معظم الخوارزميات هي خوارزميات استدلالية، ولكن تم تطوير خوارزميات تضمن التقارب إلى القيم القصوى المحلية على الأقل لدوال التقييم، وتكون عملية في الوقت نفسه. [ 19 ]

تمثيل الهياكل

يجب تمثيل بنى البروتينات في فضاء مستقل عن الإحداثيات لجعلها قابلة للمقارنة. ويتحقق ذلك عادةً بإنشاء مصفوفة تسلسل-إلى-تسلسل أو سلسلة من المصفوفات التي تشمل مقاييس مقارنة، بدلاً من المسافات المطلقة بالنسبة إلى فضاء إحداثيات ثابت. ومن التمثيلات البديهية مصفوفة المسافة ، وهي مصفوفة ثنائية الأبعاد تحتوي على جميع المسافات الزوجية بين مجموعة فرعية من الذرات في كل بنية (مثل ذرات الكربون ألفا ). وتزداد أبعاد المصفوفة مع ازدياد عدد البنى المراد محاذاتها في آن واحد. كما يمكن اختزال البروتين إلى مقياس تقريبي، مثل عناصر البنية الثانوية أو الأجزاء البنيوية، لإنتاج محاذاة منطقية، على الرغم من فقدان بعض المعلومات نتيجة إهمال المسافات، حيث يتم التخلص من التشويش أيضاً. [ 20 ] ويُعد اختيار التمثيل المناسب لتسهيل الحساب أمراً بالغ الأهمية لتطوير آلية محاذاة فعالة.

طُرق

استُخدمت تقنيات المحاذاة الهيكلية في مقارنة الهياكل الفردية أو مجموعات الهياكل، وكذلك في إنشاء قواعد بيانات مقارنة شاملة تقيس التباين بين كل زوج من الهياكل الموجودة في بنك بيانات البروتين (PDB). تُستخدم قواعد البيانات هذه لتصنيف البروتينات حسب طيها .

دالي

يوضح الشكل متجهات الذرات المحسوبة في برنامج SSAP. من هذه المتجهات، تُنشأ سلسلة من فروق المتجهات، على سبيل المثال، بين (FA) في البروتين 1 و(SI) في البروتين 2. يُرسم التسلسلان على بُعدي مصفوفة لتكوين مصفوفة الفروق بين البروتينين. تُطبق البرمجة الديناميكية على جميع مصفوفات الفروق الممكنة لإنشاء سلسلة من مسارات المحاذاة المحلية المثلى، والتي تُجمع بعد ذلك لتكوين مصفوفة الملخص، حيث تُجرى عليها جولة ثانية من البرمجة الديناميكية.

تُعدّ طريقة DALI، أو طريقة محاذاة مصفوفة المسافة، من الطرق الشائعة والمُفضّلة لمحاذاة البنية، حيث تُقسّم البنى المُدخلة إلى أجزاء سداسية الببتيد، وتحسب مصفوفة المسافة بتقييم أنماط التلامس بين الأجزاء المتتالية. [ 21 ] تظهر خصائص البنية الثانوية التي تشمل الأحماض الأمينية المتجاورة في التسلسل على القطر الرئيسي للمصفوفة ؛ بينما تعكس الأقطار الأخرى في المصفوفة التلامسات المكانية بين الأحماض الأمينية غير المتجاورة في التسلسل. عندما تكون هذه الأقطار موازية للقطر الرئيسي، تكون الخصائص التي تُمثلها متوازية؛ وعندما تكون عمودية عليه، تكون خصائصها مُضادة للتوازي. يتطلب هذا التمثيل ذاكرة كبيرة لأن الخصائص في المصفوفة المربعة متناظرة (وبالتالي زائدة) حول القطر الرئيسي.

عندما تتشارك مصفوفات المسافة لبروتينين نفس السمات أو سمات متشابهة في مواقع متقاربة، يُمكن القول إن لهما طيات متشابهة مع حلقات متقاربة الطول تربط عناصر بنيتهما الثانوية. تتطلب عملية محاذاة DALI الفعلية بحثًا عن التشابه بعد بناء مصفوفات المسافة للبروتينين؛ ويتم ذلك عادةً عبر سلسلة من المصفوفات الفرعية المتداخلة بحجم 6×6. ثم يُعاد تجميع تطابقات المصفوفات الفرعية في محاذاة نهائية باستخدام خوارزمية قياسية لتعظيم الدرجة  - استخدمت النسخة الأصلية من DALI محاكاة مونت كارلو لتعظيم درجة التشابه البنيوي التي تعتمد على المسافات بين الذرات المتناظرة المفترضة. على وجه الخصوص، يتم تقليل وزن الذرات الأبعد ضمن السمات المتناظرة بشكل أُسّي لتقليل تأثيرات التشويش الناتج عن حركة الحلقات، والتواءات الحلزونات، والاختلافات البنيوية الطفيفة الأخرى. [ 20 ] نظرًا لأن DALI يعتمد على مصفوفة مسافة شاملة، فإنه يُمكنه مراعاة احتمال ظهور السمات المُحاذية بنيويًا بترتيبات مختلفة ضمن التسلسلين المُقارنين.

استُخدمت طريقة DALI أيضًا لإنشاء قاعدة بيانات تُعرف باسم FSSP (تصنيف الطي بناءً على محاذاة بنية البروتينات، أو عائلات البروتينات المتشابهة بنيويًا)، حيث تتم محاذاة جميع بنى البروتينات المعروفة مع بعضها البعض لتحديد جيرانها البنيويين وتصنيف طياتها. تتوفر قاعدة بيانات قابلة للبحث تعتمد على DALI، بالإضافة إلى برنامج قابل للتنزيل وبحث عبر الإنترنت يعتمد على نسخة مستقلة تُعرف باسم DaliLite.

الامتداد التوافقي

تُشبه طريقة التمديد التوافقي (CE) طريقة DALI في أنها تُقسّم كل بنية في مجموعة الاستعلام إلى سلسلة من الأجزاء، ثم تُحاول إعادة تجميعها لتكوين محاذاة كاملة. تُستخدم سلسلة من التوليفات الثنائية للأجزاء، تُسمى أزواج الأجزاء المُحاذية (AFPs)، لتحديد مصفوفة تشابه، يتم من خلالها توليد مسار أمثل لتحديد المحاذاة النهائية. تُضمّن في المصفوفة فقط أزواج الأجزاء المُحاذية التي تُلبي معايير مُحددة للتشابه المحلي، وذلك لتقليل مساحة البحث اللازمة وبالتالي زيادة الكفاءة. [ 22 ] تتوفر عدة مقاييس للتشابه؛ إذ اقتصر التعريف الأصلي لطريقة التمديد التوافقي على التراكبات البنيوية والمسافات بين البقايا، ولكن تم توسيعه لاحقًا ليشمل خصائص بيئية محلية مثل البنية الثانوية، والتعرض للمذيب، وأنماط الروابط الهيدروجينية، والزوايا ثنائية السطوح . [ 22 ]

يُحسب مسار المحاذاة كالمسار الأمثل عبر مصفوفة التشابه، وذلك بالتقدم الخطي عبر التسلسلات وتوسيع المحاذاة باستخدام زوج AFP التالي ذي الدرجة العالية. يمكن أن يظهر زوج AFP الأولي الذي يُنشئ المحاذاة في أي نقطة في مصفوفة التسلسل. ثم تُستكمل المحاذاة باستخدام زوج AFP التالي الذي يُلبي معايير المسافة المُحددة، مما يُقيد المحاذاة بأحجام فجوات صغيرة. يُعد حجم كل زوج AFP وحجم الفجوة الأقصى من مُدخلات الإدخال المطلوبة، ولكن عادةً ما يتم ضبطهما على قيم تجريبية مُحددة تبلغ 8 و30 على التوالي. [ 22 ] على غرار DALI وSSAP، استُخدم CE لإنشاء قاعدة بيانات تصنيف طيات شاملة (مؤرشفة في 3 ديسمبر 1998 على Wayback Machine) من هياكل البروتينات المعروفة في PDB.

أصدرت قاعدة بيانات البروتينات RCSB PDB مؤخرًا نسخة محدثة من برامج CE وMammoth وFATCAT كجزء من أداة مقارنة البروتينات RCSB PDB . وتوفر هذه النسخة الجديدة شكلاً متطورًا من برنامج CE قادرًا على اكتشاف التبديلات الدائرية في بنى البروتينات. [ 23 ]

ماموث

يُعالج برنامج MAMMOTH [ 12 ] مشكلة المحاذاة من منظور مختلف عن معظم الطرق الأخرى. فبدلاً من محاولة إيجاد محاذاة تُحقق أقصى قدر من التراكب بين أكبر عدد من الأحماض الأمينية، يسعى البرنامج إلى تحديد مجموعة فرعية من المحاذاة البنيوية الأقل احتمالاً للظهور عشوائياً. ولتحقيق ذلك، يُعلّم البرنامج محاذاة الزخارف المحلية بعلامات تُشير إلى الأحماض الأمينية التي تُحقق في الوقت نفسه معايير أكثر صرامة: 1) تداخل البنية المحلية، 2) بنية ثانوية منتظمة، 3) تراكب ثلاثي الأبعاد، 4) نفس الترتيب في التسلسل الأولي. ويُحوّل البرنامج إحصائيات عدد الأحماض الأمينية ذات التطابقات عالية الثقة وحجم البروتين لحساب القيمة المتوقعة للنتيجة العشوائية. ويتفوق البرنامج في مطابقة المتماثلات البعيدة، لا سيما البنى المُولّدة بواسطة التنبؤ البنيوي الأولي مع عائلات بنيوية مثل SCOP، لأنه يُركز على استخراج محاذاة فرعية موثوقة إحصائياً، وليس على تحقيق أقصى محاذاة للتسلسل أو أقصى تراكب ثلاثي الأبعاد. [ 2 ] [ 3 ]

لكل نافذة متداخلة من 7 بقايا متتالية، يتم حساب مجموعة متجهات وحدة اتجاه الإزاحة بين بقايا C-alpha المتجاورة. تُقارن الأنماط المحلية المتطابقة بناءً على درجة URMS. تُصبح هذه القيم مدخلات درجة محاذاة الأزواج للبرمجة الديناميكية التي تُنتج محاذاة أولية ثنائية للبقايا. تستخدم المرحلة الثانية خوارزمية MaxSub مُعدلة: يُستخدم زوج واحد مُحاذى من 7 بقايا في كل بروتين لتوجيه بنيتي البروتين كاملتي الطول بحيث تتراكب هذه البقايا C-alpha السبعة فقط إلى أقصى حد، ثم في هذا التوجيه، يتم البحث عن أي أزواج مُحاذى إضافية قريبة في الفضاء ثلاثي الأبعاد. يُعاد توجيه البنيتين لتراكب هذه المجموعة الموسعة، وتُكرر العملية حتى لا تتطابق أي أزواج أخرى في الفضاء ثلاثي الأبعاد. تُعاد هذه العملية لكل نافذة من 7 بقايا في المحاذاة الأولية. الناتج هو الحد الأقصى لعدد الذرات التي تم العثور عليها من أي من هذه البذور الأولية. تُحوّل هذه الإحصائية إلى قيمة E مُعايرة لتشابه البروتينات.

لا يحاول برنامج Mammoth إعادة تكرار المحاذاة الأولية أو توسيع المجموعة الفرعية عالية الجودة. لذلك، لا يمكن مقارنة محاذاة البذور التي يعرضها بشكل عادل مع DALI أو TM-align، حيث تم تشكيلها ببساطة كطريقة استدلالية لتقليص مساحة البحث. (يمكن استخدامها إذا أراد المستخدم محاذاة تعتمد فقط على تشابه الزخارف البنيوية المحلية، بغض النظر عن محاذاة الذرات الصلبة بعيدة المدى). وبسبب هذا الاقتصاد نفسه، فهو أسرع بأكثر من عشر مرات من DALI وCE وTM-align. [ 24 ] غالبًا ما يُستخدم بالتزامن مع هذه الأدوات الأبطأ لفحص قواعد البيانات الكبيرة مسبقًا لاستخراج أفضل البنى المتعلقة بقيمة E لإجراء عمليات تراكب أكثر شمولاً أو حسابات مكلفة. [ 25 ] [ 26 ]

لقد حقق البرنامج نجاحًا ملحوظًا في تحليل البنى "الوهمية" الناتجة عن التنبؤ بالبنية من الصفر. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] وتشتهر هذه البنى الوهمية بقدرتها على تحديد بنية الزخارف الموضعية بدقة، وتكوين بعض النوى لبنية ثلاثية الأبعاد صحيحة، ولكنها تُخطئ في تحديد البنية الثلاثية الكاملة. في هذا النطاق الغامض للتشابه البعيد، أظهرت قيم E لبرنامج Mammoth لتقييم التنبؤ ببنية البروتين CASP [ 1 ] ارتباطًا أكبر بكثير بالتصنيف البشري مقارنةً ببرنامجي SSAP أو DALI. [ 12 ] إن قدرة Mammoth على استخراج التداخلات الجزئية متعددة المعايير مع البروتينات ذات البنية المعروفة وتصنيفها بقيم E مناسبة، بالإضافة إلى سرعته، تُسهّل مسح أعداد هائلة من النماذج الوهمية مقابل قاعدة بيانات PDB لتحديد البنى الوهمية الأكثر احتمالًا بناءً على تشابهها البعيد مع البروتينات المعروفة. [ 2 ]

SSAP

تستخدم طريقة SSAP (برنامج محاذاة البنية التسلسلية) البرمجة الديناميكية المزدوجة لإنتاج محاذاة هيكلية بناءً على متجهات الذرات في فضاء البنية. وبدلاً من ذرات الكربون ألفا المستخدمة عادةً في المحاذاة الهيكلية، تُنشئ SSAP متجهاتها من ذرات الكربون بيتا لجميع الأحماض الأمينية باستثناء الجلايسين، وهي طريقة تأخذ في الحسبان الحالة الدورانية لكل حمض أميني وموقعه على طول السلسلة الرئيسية. تعمل SSAP أولاً بإنشاء سلسلة من متجهات المسافة بين الأحماض الأمينية، بين كل حمض أميني وأقرب جيرانه غير المتجاورين على كل بروتين. ثم تُنشأ سلسلة من المصفوفات تحتوي على فروق المتجهات بين الجيران لكل زوج من الأحماض الأمينية التي تم إنشاء متجهات لها. تُحدد البرمجة الديناميكية المطبقة على كل مصفوفة ناتجة سلسلة من المحاذاة المحلية المثلى، والتي تُجمع بعد ذلك في مصفوفة "ملخص"، حيث تُطبق عليها البرمجة الديناميكية مرة أخرى لتحديد المحاذاة الهيكلية الكلية.

كان برنامج SSAP ينتج في الأصل محاذاة ثنائية فقط، ولكن تم توسيعه لاحقًا ليشمل المحاذاة المتعددة أيضًا. [ 27 ] وقد طُبِّق بطريقة شاملة لإنتاج مخطط تصنيف طيات هرمي يُعرف باسم CATH (الفئة، البنية، الطوبولوجيا، التماثل)، [ 28 ] والذي استُخدم لإنشاء قاعدة بيانات تصنيف بنية البروتين CATH .

أساليب الأبجدية

تقوم فئة خاصة من برامج محاذاة البنية البروتينية بتحويل البنية المدخلة إلى سلسلة من الأحرف تصفها. وهذا يسمح بتطبيق أساليب محاذاة التسلسلات في هذا المجال، مما يتيح بحثًا أكثر كفاءة، وفي بعض التطبيقات، محاذاة وتراكب البروتينات في الفضاء ثلاثي الأبعاد الحقيقي.

  • تعتمد أبسط الطرق على موقع العمود الفقري فقط. تُقسّم المدخلات إلى مجموعات من أربعة أحماض أمينية، وتُوصَف كل مجموعة بأقرب مُعرِّف مكون من حرف واحد. ولزيادة إمكانية إعادة استخدام الأدوات القائمة على البروتين، تم اختيار 20 حرفًا. [ 29 ]
  • يستخدم برنامج Foldseek أبجدية التفاعل ثلاثي الأبعاد (3Di)، التي تصنف العلاقة بين ذرة الكربون ألفا (Cα) لحمض أميني معين وأقرب حمض أميني إليه مكانيًا إلى 20 حرفًا. يُخصص حرف واحد لكل حمض أميني في البنية المدخلة. وتُحدد أوجه التشابه بين الأحرف بواسطة مصفوفة استبدال . يتميز Foldseek بحساسية عالية مماثلة لمحاذاة البنية التقليدية، ولكنه أسرع بمئات المرات. وهو قادر على البحث والمحاذاة والتراكب. [ 30 ]
  • يُمثل Reseek كل بقايا وسياقها البنيوي في متجه ميزات منفصل، مما يُنشئ فعليًا أبجدية من 10^ 11 حرفًا. تُحدد درجة التشابه بين كل متجه ميزات على حدة باستخدام بيانات مُجمعة مسبقًا. تسمح هذه الطريقة أيضًا بمحاذاة هياكل متعددة (MUSCLE-3D). [ 31 ]

التطورات الأخيرة

تُعدّ تحسينات أساليب المحاذاة الهيكلية مجالًا بحثيًا نشطًا، وكثيرًا ما تُقترح أساليب جديدة أو مُعدّلة يُزعم أنها تُقدّم مزايا على التقنيات القديمة والأكثر انتشارًا. ومن الأمثلة الحديثة على ذلك، برنامج TM-align، الذي يستخدم طريقة مبتكرة لترجيح مصفوفة المسافة، والتي يُطبّق عليها بعد ذلك البرمجة الديناميكية القياسية. [ 32 ] [ 13 ] يُقترح هذا الترجيح لتسريع تقارب البرمجة الديناميكية وتصحيح التأثيرات الناجمة عن أطوال المحاذاة. في دراسة معيارية، أُفيد بأن برنامج TM-align قد تحسّن في كلٍّ من السرعة والدقة مقارنةً ببرنامجي DALI وCE. [ 32 ]

من بين الطرق الواعدة الأخرى لمحاذاة البنية، طرق المحاذاة البنيوية المحلية. توفر هذه الطرق مقارنة لأجزاء مختارة مسبقًا من البروتينات (مثل مواقع الارتباط، والوحدات البنائية التي يحددها المستخدم) [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] مع مواقع الارتباط أو قواعد بيانات بنية البروتين الكاملة. يسمح خادما MultiBind وMAPPIS [ 35 ] [ 36 ] بتحديد الترتيبات المكانية الشائعة للخصائص الفيزيائية والكيميائية، مثل مانح الرابطة الهيدروجينية، ومستقبلها، والمجموعات الأليفاتية، والعطرية، والكارهة للماء، في مجموعة من مواقع ارتباط البروتين التي يحددها المستخدم من خلال التفاعلات مع الجزيئات الصغيرة (MultiBind)، أو في مجموعة من واجهات البروتين-بروتين التي يحددها المستخدم (MAPPIS). كما توفر طرق أخرى مقارنة لبنى البروتين الكاملة [ 37 ] مع عدد من البنى التي يقدمها المستخدم، أو مع قاعدة بيانات ضخمة لبنى البروتين في وقت معقول ( ProBiS [ 38 ] ). على عكس أساليب المحاذاة الشاملة، تُعدّ أساليب المحاذاة البنيوية المحلية مناسبةً للكشف عن الأنماط المحفوظة محليًا للمجموعات الوظيفية، والتي غالبًا ما تظهر في مواقع الارتباط ولها دورٌ هام في ارتباط الليجاند. [ 36 ] على سبيل المثال، عند مقارنة G-Losa، [ 39 ] وهي أداة محاذاة بنيوية محلية، مع TM-align، وهي طريقة تعتمد على المحاذاة الشاملة للبنية، نجد أنه بينما تتنبأ G-Losa بمواقع الليجاندات الشبيهة بالأدوية في البروتينات أحادية السلسلة المستهدفة بدقةٍ أكبر من TM-align، إلا أن معدل نجاح TM-align الإجمالي أفضل. [ 40 ]

مع ذلك، ومع تحسن الخوارزميات وأداء الحواسيب، مما أدى إلى محو أوجه القصور التقنية البحتة في الأساليب القديمة، بات من الواضح أنه لا يوجد معيار عالمي واحد للمحاذاة الهيكلية "المثلى". على سبيل المثال، يتميز برنامج TM-align بقوته في قياس المقارنات بين مجموعات البروتينات ذات التباينات الكبيرة في أطوال التسلسل، ولكنه لا يرصد إلا بشكل غير مباشر الروابط الهيدروجينية أو الحفاظ على ترتيب البنية الثانوية، والتي قد تكون مقاييس أفضل لمحاذاة البروتينات ذات الصلة التطورية. ولذلك، ركزت التطورات الحديثة على تحسين سمات محددة مثل السرعة، وقياس الدرجات، والارتباط بمعايير ذهبية بديلة، أو تحمل عدم الكمال في البيانات الهيكلية أو النماذج الهيكلية الأولية. ومن المنهجيات البديلة التي تكتسب شعبية متزايدة استخدام توافق الآراء بين مختلف الطرق لتحديد أوجه التشابه الهيكلية بين البروتينات. [ 41 ]

محاذاة بنية الحمض النووي الريبي

لطالما اقتصر تطبيق تقنيات المحاذاة الهيكلية على البروتينات، باعتبارها الجزيئات الحيوية الكبيرة الأساسية التي تتخذ بنى ثلاثية الأبعاد مميزة. مع ذلك، تُشكّل جزيئات الحمض النووي الريبوزي (RNA) الكبيرة أيضًا بنى ثلاثية مميزة ، تتوسطها في المقام الأول الروابط الهيدروجينية المتكونة بين أزواج القواعد ، بالإضافة إلى تكديس القواعد . قد يكون استخلاص جزيئات الحمض النووي الريبوزي غير المشفرة المتشابهة وظيفيًا من بيانات الجينوم أمرًا بالغ الصعوبة ، لأن البنية أكثر حفظًا من التسلسل في الحمض النووي الريبوزي، وكذلك في البروتينات [ 43 ] ، كما أن محدودية أبجدية الحمض النووي الريبوزي تُقلل من محتوى المعلومات لأي نيوكليوتيد في أي موضع.

مع ذلك، ونظرًا للاهتمام المتزايد ببنية الحمض النووي الريبوزي (RNA) وتزايد عدد البنى ثلاثية الأبعاد المحددة تجريبيًا، لم تُطوَّر سوى طرق قليلة لقياس تشابه بنية الحمض النووي الريبوزي في الآونة الأخيرة. ومن هذه الطرق، على سبيل المثال، برنامج SETTER [ 44 ] الذي يُقسِّم كل بنية من بنى الحمض النووي الريبوزي إلى أجزاء أصغر تُسمى وحدات البنية الثانوية العامة (GSSUs). تُحاذى هذه الوحدات لاحقًا، ثم تُدمج هذه المحاذيات الجزئية في محاذاة بنية الحمض النووي الريبوزي النهائية، ويتم تقييمها. وقد طُبِّقت هذه الطريقة في خادم الويب الخاص ببرنامج SETTER . [ 45 ]

نُشرت مؤخرًا طريقةٌ للمحاذاة الهيكلية الثنائية لتسلسلات الحمض النووي الريبوزي (RNA) ذات التطابق التسلسلي المنخفض، وطُبقت في برنامج FOLDALIGN . [ 46 ] مع ذلك، لا تُشابه هذه الطريقة تمامًا تقنيات محاذاة بنية البروتين، لأنها تتنبأ حاسوبيًا ببنية تسلسلات الحمض النووي الريبوزي المُدخلة، بدلًا من الاعتماد على بنى مُحددة تجريبيًا. ورغم أن التنبؤ الحاسوبي بعملية طي البروتين لم يُحقق نجاحًا كبيرًا حتى الآن، إلا أنه يُمكن غالبًا التنبؤ ببنية الحمض النووي الريبوزي الخالية من العُقد الكاذبة بشكلٍ معقول باستخدام طرق التقييم القائمة على الطاقة الحرة ، والتي تُراعي اقتران القواعد وتراصها. [ 47 ]

برمجة

قد يُمثل اختيار برنامج مناسب لمحاذاة الهياكل تحديًا نظرًا لتنوع البرامج المتاحة التي تختلف اختلافًا كبيرًا في المنهجية والموثوقية. وقد عُرض حل جزئي لهذه المشكلة في المرجع [ 41 ] ، وأُتيح للعموم عبر خادم الويب ProCKSI. ويمكن الاطلاع على قائمة أكثر شمولًا ببرامج محاذاة الهياكل المتاحة حاليًا والموزعة مجانًا في قسم برامج محاذاة الهياكل .

تم تلخيص خصائص بعض خوادم المحاذاة الهيكلية وحزم البرامج واختبارها مع أمثلة في أدوات المحاذاة الهيكلية في Proteopedia.Org .

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 كريشتافوفيتش أ، موناستيرسكي ب، فيديليس ك (2016). "إحصائيات CASP11 ونظام تقييم مركز التنبؤ". البروتينات . 84 ( ملحق 1): (ملحق 1): 15-19. doi : 10.1002/prot.25005 . PMC 5479680. PMID 26857434 .  
  2. 1 2 3 4 5 6 لارس مالمستروم، مايكل ريفل، تشارلي إي إم شتراوس، ديلان تشيفيان، تريشا إن ديفيس، ريتشارد بونو، ديفيد بيكر (2007). "تحديد العائلات الفائقة لبروتينات الخميرة من خلال دمج التنبؤ بالبنية مع علم الجينات" . PLOS Biol . 5 (4): e76. المؤلفان المسؤولان 1 و2. doi : 10.1371 /journal.pbio.0050076 . PMC 1828141. PMID 17373854 .  
  3. ١ ٢ ٣ ٤ ٥ ديفيد إي. كيم؛ ديلان تشيفيان؛ ديفيد بيكر (٢٠٠٤). "التنبؤ ببنية البروتين وتحليلها باستخدام خادم روبيتا" . أبحاث الأحماض النووية . ٣٢ (عدد خادم الويب): W٥٢٦ – W٥٣١. doi : 10.1093/nar/gkh468 . PMC 441606. PMID 15215442 .  
  4. 1 2 Zhang Y, Skolnick J (2005). "يمكن حل مشكلة التنبؤ ببنية البروتين باستخدام مكتبة PDB الحالية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 102 ( 4): 1029-34 . Bibcode : 2005PNAS..102.1029Z . doi : 10.1073/pnas.0407152101 . PMC 545829. PMID 15653774 .  
  5. 1 2 3 زيملا أ . (2003). "LGA - طريقة لإيجاد أوجه التشابه ثلاثية الأبعاد في هياكل البروتينات" . أبحاث الأحماض النووية . 31 (13): 3370-3374 . doi : 10.1093/nar/gkg571 . PMC 168977. PMID 12824330 .  
  6. ↑ غودزيك أ (1996). " التوافق البنيوي بين بروتينين: هل هناك إجابة فريدة؟" . علم البروتين . 5 (7): 1325-1338 . doi : 10.1002/pro.5560050711 . PMC 2143456. PMID 8819165 .  
  7. ↑ مارتن، أ.ك.ر. (1982). "مقارنة سريعة لبنى البروتينات". أكتا كريستالوغرافيكا أ . 38 (6): 871-873 . Bibcode : 1982AcCrA..38..871M . doi : 10.1107/S0567739482001806 .
  8. ↑ ثيوبالد، د. ل.، ووتكه، د. س. (2006). "نماذج بايزية هرمية لتنظيم تقدير الاحتمال الأقصى في مسألة بروكروستس الغاوسية المصفوفية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 103 (49): 18521-18527 . Bibcode : 2006PNAS..10318521T . doi : 10.1073/pnas.0508445103 . PMC 1664551. PMID 17130458 .  
  9. ↑ ثيوبالد دي إل، ووتكه دي إس (2006). "THESEUS: تراكب وتحليل هياكل الجزيئات الكبيرة باستخدام طريقة الاحتمال الأقصى" . المعلوماتية الحيوية . 22 (17): 2171-2172 . doi : 10.1093/bioinformatics/btl332 . PMC 2584349. PMID 16777907 .  
  10. ↑ ديدريش ك. (1995). "التراكب البنيوي للبروتينات ذات المحاذاة غير المعروفة والكشف عن التشابه الطوبولوجي باستخدام خوارزمية بحث سداسية الأبعاد" . البروتينات . 23 (2): 187-195 . doi : 10.1002/prot.340230208 . PMID 8592700. S2CID 3469775 .  
  11. ↑ مايتي ر، فان دومسيلار جي إتش، تشانغ إتش، ويشارت دي إس (2004). "SuperPose: خادم بسيط للتراكب الهيكلي المتطور" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 32 (عدد خادم الويب): W590–4. doi : 10.1093/nar/gkh477 . PMC 441615. PMID 15215457 .  
  12. 1 2 3 4 5 أورتيز، أ. ر.؛ شتراوس، س. إ.؛ أولميا، أ. (2002). "ماموث (مطابقة النماذج الجزيئية المستمدة من النظرية): طريقة آلية لمقارنة النماذج" . علم البروتين . 11 (11): 2606-2621 . doi : 10.1110/ps.0215902 . PMC 2373724. PMID 12381844 .  
  13. 1 2 3 4 Zhang Y, Skolnick J (2004). "دالة تسجيل لتقييم جودة قالب بنية البروتين آليًا". البروتينات . 57 ( 4): 702-710 . doi : 10.1002/prot.20264 . PMID 15476259. S2CID 7954787 .  
  14. 1 2 سيو ن، إيلوفسون أ، ريتشليفسك ل، فيشر د (2000). "ماكس ساب: مقياس آلي لتقييم جودة التنبؤ ببنية البروتين" . المعلوماتية الحيوية . 16 (9): 776-85 . doi : 10.1093/bioinformatics/16.9.776 . PMID 11108700 . 
  15. 1 2 3 بوليكسيك أ (2009). "خوارزميات لمحاذاة بنية البروتين المثلى" . المعلوماتية الحيوية . 25 (21): 2751-2756 . doi : 10.1093/bioinformatics/btp530 . PMID 19734152 . 
  16. ↑ لاثروب، ر. هـ. (1994). "مشكلة ربط البروتين مع تفضيلات تفاعل الأحماض الأمينية المتسلسلة هي مسألة NP-كاملة". هندسة البروتين . 7 (9): 1059-1068 . CiteSeerX 10.1.1.367.9081 . doi : 10.1093/protein/7.9.1059 . PMID 7831276 .  
  17. ↑ وانغ ل، جيانغ ت (1994). "حول تعقيد محاذاة التسلسلات المتعددة". مجلة علم الأحياء الحاسوبي . 1 (4): 337-348 . CiteSeerX 10.1.1.408.894 . doi : 10.1089/cmb.1994.1.337 . PMID 8790475 .  
  18. ↑ كولودني ر، لينال ن (2004). "محاذاة تقريبية لبنية البروتين في وقت متعدد الحدود" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 101 ( 33): 12201-12206 . doi : 10.1073/pnas.0404383101 . PMC 514457. PMID 15304646 .  
  19. ↑ مارتينيز إل، أندرياني آر، مارتينيز جيه إم. (2007). "خوارزميات متقاربة لمحاذاة البنية البروتينية" . بي إم سي بيوانفورماتيكس . 8 : 306. doi : 10.1186/1471-2105-8-306 . PMC 1995224. PMID 17714583 .  {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  20. 1 2 ماونت، د.م. (2004). المعلوماتية الحيوية: تحليل التسلسل والجينوم، الطبعة الثانية. مطبعة مختبر كولد سبرينغ هاربور: كولد سبرينغ هاربور، نيويورك . ISBN 0879697121
  21. ↑ هولم إل، ساندر سي (1996). " رسم خريطة عالم البروتين". مجلة ساينس . 273 (5275): 595-603 . Bibcode : 1996Sci...273..595H . doi : 10.1126/science.273.5275.595 . PMID 8662544. S2CID 7509134 .  
  22. 1 2 3 شينديالوف، آي إن؛ بورن، بي إي (1998). "محاذاة بنية البروتين عن طريق التمديد التوافقي التدريجي للمسار الأمثل" . هندسة البروتين . 11 (9): 739-747 . doi : 10.1093/protein/11.9.739 . PMID 9796821 . 
  23. ↑ برليك أ، بليفن س، روز ب.و، بلوهم و.ف، بيزون س، غودزيك أ، بورن ب.إ (2010). " محاذاة بنية البروتين المحسوبة مسبقًا على موقع RCSB PDB الإلكتروني" . المعلوماتية الحيوية . 26 (23): 2983-2985 . doi : 10.1093/bioinformatics/btq572 . PMC 3003546. PMID 20937596 .  
  24. ↑ بين-هاو تشي؛ بين بانغ؛ ديمتري كوركين؛ تشي-رين شيو (2009). "تصنيف واسترجاع طيات SCOP بكفاءة باستخدام محاذاة البنية الفرعية للبروتين القائمة على الفهرس" . المعلوماتية الحيوية . 25 (19): 2559-2565 . doi : 10.1093/bioinformatics/btp474 . PMID 19667079 . 
  25. ↑ سارة تشيك؛ يوان تشي؛ سري كريشنا؛ ليزا ن. كينش؛ نيك ف. غريشين (2004). "SCOPmap: التعيين الآلي لبنى البروتينات إلى العائلات الفائقة التطورية" . BMC Bioinformatics . 5 (197): 197. doi : 10.1186/1471-2105-5-197 . PMC 544345. PMID 15598351 .  
  26. ↑ كاي وانغ؛ رام سامودرالا (2005). "FSSA: طريقة جديدة لتحديد البصمات الوظيفية من خلال المحاذاة الهيكلية" . المعلوماتية الحيوية . 21 (13): 2969-2977 . doi : 10.1093/bioinformatics/bti471 . PMID 15860561 . 
  27. ↑ تايلور، دبليو آر، فلوريس، تي بي، أورينغو، سي إيه (1994). "محاذاة بنية البروتين المتعددة" . علوم البروتين . 3 (10): 1858-1870 . doi : 10.1002/pro.5560031025 . PMC 2142613. PMID 7849601 .  
  28. ↑ أورينغو، سي. أ.، ميتشي، أ. د.، جونز، س.، جونز، د. ت.، سوينديلز، م. ب.، ثورنتون، ج. م. (1997). "CATH: تصنيف هرمي لبنى نطاقات البروتين" . مجلة Structure . 5 (8): 1093-1108 . doi : 10.1016/S0969-2126(97)00260-8 . PMID 9309224 . 
  29. ↑ لي، كيو؛ بولاستري، جي؛ كوهل، بي (27 مارس 2009). "الأبجديات البنيوية لتصنيف بنية البروتين: دراسة مقارنة" . مجلة البيولوجيا الجزيئية . 387 (2): 431-450 . doi : 10.1016/j.jmb.2008.12.044 . PMC 2772874. PMID 19135454 .  
  30. ↑ فان كيمبن، ميشيل؛ كيم، ستيفاني س.؛ توميشيت، شارلوت؛ ميرديتا، ميلوت؛ لي، جيونغجاي؛ جيلكريست، كاميرون إل إم؛ سودينغ، يوهانس؛ شتاينيغر، مارتن (فبراير 2024). "بحث سريع ودقيق عن بنية البروتين باستخدام Foldseek" . مجلة Nature Biotechnology . 42 (2): 243-246 . doi : 10.1038/s41587-023-01773-0 . PMC 10869269. PMID 37156916 .  
  31. ↑ إدغار، روبرت سي (1 نوفمبر 2024). "تحسين حساسية محاذاة بنية البروتين بواسطة Reseek للنظائر البعيدة" . المعلوماتية الحيوية . 40 (11) btae687. doi : 10.1093/bioinformatics/btae687 . PMC 11601161. PMID 39546374 .  
  32. 1 2 Zhang Y, Skolnick J (2005). "TM-align: خوارزمية لمحاذاة بنية البروتين تعتمد على درجة TM" . Nucleic Acids Research . 33 (7): 2302–2309 . doi : 10.1093/nar/gki524 . PMC 1084323. PMID 15849316 .  
  33. ↑ ستيفانو أنغاران؛ ماري إلين بوك ؛ كلاوديو غاروتي؛ كونشيتينا غيرا1 (2009). "MolLoc: أداة ويب للمحاذاة الهيكلية المحلية للأسطح الجزيئية" . أبحاث الأحماض النووية . 37 (عدد خادم الويب): W565–70. doi : 10.1093/nar/gkp405 . PMC 2703929. PMID 19465382 .  {{cite journal}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )
  34. ↑ غايل ديبريه؛ أرنو مارتيل؛ فيليب كونياس (2009). "RASMOT-3D PRO: خادم ويب للبحث عن الأنماط ثلاثية الأبعاد" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 37 (عدد خوادم الويب): W459–64. doi : 10.1093/nar/gkp304 . PMC 2703991. PMID 19417073 .  
  35. 1 2 ألكسندرا شولمان-بيليج؛ ماكسيم شاتسكي؛ روث نوسينوف؛ حاييم ج. وولفسون (2008). "MultiBind وMAPPIS: خوادم ويب للمحاذاة المتعددة لمواقع ارتباط البروتين ثلاثية الأبعاد وتفاعلاتها" . أبحاث الأحماض النووية . 36 (عدد خوادم الويب): W260–4. doi : 10.1093/nar/gkn185 . PMC 2447750. PMID 18467424 .  
  36. 1 2 ألكسندرا شولمان-بيليج؛ ماكسيم شاتسكي؛ روث نوسينوف؛ حاييم ج. وولفسون (2007). "الحفظ الكيميائي المكاني لتفاعلات النقاط الساخنة في معقدات البروتين-بروتين" . BMC Biology . 5 (43): 43. doi : 10.1186/1741-7007-5-43 . PMC 2231411. PMID 17925020 .  
  37. ^ غابرييل أوسيلو. بيير فيديريكو غيرارديني؛ باولو ماركاتيلي؛ آنا ترامونتانو؛ أليجرا فيا؛ مانويلا هيلمر سيتيريش (2008). "FunClust: خادم ويب لتحديد العناصر الهيكلية في مجموعة من الهياكل البروتينية غير المتجانسة" . بي إم سي علم الأحياء . 9 (ملحق 2): S2. دوى : 10.1186/1471-2105-9-S2-S2 . بمك 2323665 . بميد 18387204 .  
  38. ↑ جانيز كونك؛ دوشانكا جانيزيتش (2010). "خوارزمية ProBiS للكشف عن مواقع ارتباط البروتينات المتشابهة بنيويًا عن طريق المحاذاة البنيوية المحلية" . المعلوماتية الحيوية . 26 (9): 1160-1168 . doi : 10.1093/bioinformatics/btq100 . PMC 2859123. PMID 20305268 .  
  39. ↑ هوي صن لي؛ وونبيل إم (2012). "تحديد قوالب الربيطة باستخدام محاذاة البنية المحلية لتصميم الأدوية القائم على البنية" . مجلة المعلومات الكيميائية والنمذجة . 52 (10): 2784-2795 . doi : 10.1021/ci300178e . PMC 3478504. PMID 22978550 .  
  40. ↑ هوي صن لي؛ وونبيل إم (2013). "الكشف عن مواقع ارتباط الليجاند من خلال محاذاة البنية المحلية وتكامل أدائها" . مجلة المعلومات الكيميائية والنمذجة . 53 (9): 2462-2470 . doi : 10.1021/ci4003602 . PMC 3821077. PMID 23957286 .  
  41. 1 2 بارثيل د.، هيرست ج.د.، بلازويتش ج.، بيرك إ.ك.، وكراسنوغور ن. (2007). "ProCKSI : نظام دعم القرار لمقارنة البروتينات (بنيتها)، والمعرفة، والتشابه، والمعلومات" . BMC Bioinformatics . 8 : 416. doi : 10.1186/1471-2105-8-416 . PMC 2222653. PMID 17963510 .  {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  42. ↑ سيبل، م.؛ ويدرستين، م. (2012). " الكشف عن الارتباطات المكانية في بنى البروتينات والمعقدات الجزيئية" . ستراكشر . 20 (4): 718-728 . doi : 10.1016/j.str.2012.01.024 . PMC 3320710. PMID 22483118 .  
  43. ↑ تورارينسون إي، ساويرا إم، هافغارد جيه إتش، فريدهولم إم، غورودكين جيه (2006). "آلاف المناطق الجينومية البشرية والفأرية المتناظرة غير القابلة للمحاذاة في التسلسل الأولي تحتوي على بنية RNA مشتركة" . أبحاث الجينوم . 16 (7): 885-889 . doi : 10.1101/gr.5226606 . PMC 1484455. PMID 16751343 .  
  44. ↑ هوكسا د، سفوزيل د (2012). "مقارنة فعّالة لبنية الحمض النووي الريبي الثنائي باستخدام طريقة SETTER" . المعلوماتية الحيوية . 28 (14): 1858-1864 . doi : 10.1093/bioinformatics/bts301 . PMID 22611129 . 
  45. ↑ سيش ب، سفوزيل د، هوكسا د (2012). "SETTER: خادم ويب لمقارنة بنية الحمض النووي الريبي" . أبحاث الأحماض النووية . 40 (W1): W42– W48. doi : 10.1093/nar/gks560 . PMC 3394248. PMID 22693209 .  
  46. ↑ هافغارد جيه إتش، لينغسو آر بي، ستورمو جي دي، غورودكين جيه (2005). "محاذاة هيكلية محلية ثنائية لتسلسلات الحمض النووي الريبي (RNA) ذات تشابه تسلسلي أقل من 40%" . المعلوماتية الحيوية . 21 (9): 1815-24 . doi : 10.1093/bioinformatics/bti279 . PMID 15657094 . 
  47. ↑ ماثيوز، د. هـ.، وتيرنر، د. هـ. (2006). "التنبؤ بالبنية الثانوية للحمض النووي الريبي عن طريق تقليل الطاقة الحرة". الرأي الحالي في البيولوجيا الهيكلية . 16 (3): 270-278 . doi : 10.1016/j.sbi.2006.05.010 . PMID 16713706 . 

للمزيد من القراءة