www.wikidata.uk-ua.nina.az

КАСП експеримент КАСП англ CASP всесвітній експеримент з Критичного Аналізу методів для Структурних Передбачень білків К

КАСП (експеримент)

КАСП (англ. CASP) — всесвітній експеримент з Критичного Аналізу методів для Структурних Передбачень білків. КАСП є «полігоном» для тестування методів з передбачення структури білків, знаряддям для незалежного і неупередженого аналізу прогресу і проблем у галузі комп'ютерного моделювання білків, і рушійною силою для розробки нових і покращення існуючих методів моделювання. Хоча основною метою КАСПу є аналіз поточного стану справ в області моделювання структури білків, багато хто розглядає експеримент як першість світу у цій галузі науки. Понад 100 наукових осередків зі всього світу регулярно беруть участь у КАСПі, і не є нетиповою ситуація, коли цілі наукові колективи відкладають свої інші дослідницькі проекти на кілька місяців з тим, щоб сконцентруватись на підготовці своїх серверів до «змагання» і займатись безпосередньо моделюванням запропонованих білків.

Експериментальна структура (стрічки) і 354 суміщених з нею шаблонних передбачень, представлених у формі сірих відрізків, що з'єднують α-вуглецеві атоми моделей; з КАСП8

Організація експерименту і його загальні принципи Редагувати

КАСП було започатковано Джоном Молтом (John Moult, Мерилендський Університет) і Кшиштофом Фіделісом (Krzysztof Fidelis, Ліверморська національна лабораторія) 1994 року. Починаючи з 2004 року одним з організаторів експерименту є українець Андрій Криштафович (Andriy Kryshtafovych, Каліфорнійський університет в Девісі). Організатори відповідають за всі аспекти проведення експерименту, зокрема за достарчання послідовностей білків для моделювання, дотримання конфіденційності під час експерименту, організацію оцінювання передбачень і проведення конференції моделерів для обговорення результатів чергового туру передбачень. Незалежні експерти [1][недоступне посилання з липня 2019] запрошуються організаторами для оцінки моделей і складання висновків про об'єктивний стан справ в галузі. Участь в експерименті може взяти кожен охочий, зареєструвавши дослідницьку групу.

Графік проведення КАСПу

Експеримент проводиться раз в два роки. Головна суть КАСПу полягає в тому, що моделерам пропонуються для передбачення білки (на КАСПівському сленгу — «мішені»), структури яких ще невідомі на час моделювання. Це є зазвичай пептидні послідовності, що невдовзі будуть розв'язані експериментально за допомогою рентгенівської кристалографії чи ЯМР-спектроскопії, або структури, що були щойно розв'язані (частіше всього одним з центрів структурної геноміки), але ще не доступні публічно зі структурної бази даних білків PDB [2] [ 3 березня 2016 у Wayback Machine.]. У час, відведений для передбачень, дослідницькі групи повинні згенерувати модель і надіслати її до Центру передбачень білків [3] [ 3 січня 2020 у Wayback Machine.]. У центрі моделі автоматично оцінюються за допомогою стандартних процедур, після чого результати обчислень передаються незалежним експертам, які інтерпретують і підсумовують ці дані, а також аналізують деталі моделей за допомогою додаткових методів. Авторство моделей розкривається для експертів-оцінювальників лише після того, як вони складуть звіт організаторам про якість моделей. Після цього найкращі групи запрошуються на конференцією моделерів, яка завершує цикл КАСПу, і де обговорюються результати останнього експерименту і пропонуються зміни до наступного. Принципи «сліпого» передбачення і оцінки забезпечують об'єктивність експерименту, дозволяють викривати переваги чи вади окремих методів, ставлять бар'єр для непідтверджених заявок про успіх і надають розробникам методів механізм для встановлення їхньої дійсної спроможності.

Основні типи методів для моделювання структур Редагувати

Методи для передбачення третинної структури білків оцінюються в КАСПі окремо для шаблонного і безшаблонного моделювання. Якщо запропоновані для передбачення білки мають еволюційну схожість до білків з відомою структурою — так званого шаблону (англ. — template) — то тоді для моделювання структури білка застосовують принцип моделювання за шаблоном (англ. — template-based modeling або comparative modeling). Коли не вдається знайти шаблону, то тоді застосовуються так звані безшаблонні методи (англ. template-free methods або de novo methods), які зазвичай використовують техніку складання білків з коротких сегментів відомих структур або наближені стратегії пошуку мінімуму енергетичного ландшафту. Із зростом бази даних структур стає все важче відшукати для експерименту білки, придатні для тестування методів безшаблонного моделювання.

Оцінка моделей Редагувати

Схема автоматичного оцінювання структурних моделей і візуалізації результатів в КАСПі

У КАСПі оцінюються передбачення в таких категоріях:

  • передбачення третинної структури білків (результати шаблонного і безшаблонного моделювання оцінюються окреио)
  • передбачення вторинної структури (КАСП1-КАСП5)
  • структурні комплекси (КАСП2; окремий експеримент — КАПРІ (англ. — CAPRI) — продовжує цю тематику)
  • передбачення контактів між амінокислотними залишками (починаючи з КАСП4)
  • передбачення невпорядкованих регіонів (починаючи з КАСП5)
  • передбачення границь доменів (КАСП6-КАСП8)
  • передбачення функції (починаючи з КАСП6)
  • оцінка якості моделей (починаючи з КАСП7)
  • покрашення моделей (починаючи з КАСП7)
  • шаблонні передбачення високої точності (починаючи з КАСП7).


Основним методом оцінки якості структурних моделей в КАСПі є зіставлення позицій α-вуглецевих атомів в моделі і мішені. Це порівняння проводиться за допомогою пакету програм, базовою з яких є LGA. Основною функцією оцінки якості моделі є міра GDT_TS (з програми LGA), що описує процент вірно змодельованих амінокислотних залишків в моделі по відношенню до мішені. Результати аналізу наводяться на графіках, що підсумовують відстані між парами еквівалентних α-вуглеців в оптимальному накладенні моделі на експериментальну структуру. Слід зауважити проте, що результати автоматичного числового аналізу є ненадійними у випадках, коли моделі є досить далекими від нативних структур, що звикло трапляється при безшаблонному моделюванні. У цих випадках основним механізмом оцінки якості моделей є їхній візуальний аналіз експертами. Шаблонні передбачення високої точності оцінювалися в КАСП7 на предмет їхньої придатності для фазування молекулярного заміщення кристалічної структури мішені, а в КАСП8 — на предмет відповідності повно-атомних моделей (а не лише α-вуглецевих) експериментальним структурам.

Публікація результатів Редагувати

Результати експерименту друкуються в спеціальному номері наукового журналу Proteins: Structure, Function, Bioinformatics. Посилання до всіх КАСПових примірників журналу наведені на вебсайті Центру передбачень [4] [ 29 червня 2010 у Wayback Machine.]. Заголовна стаття кожного спеціального випуску описує специфіку кожного з експериментів, а завершальна стаття наводить аналіз прогресу в області моделювання,.

Результати ранкування методів Редагувати

Офіційні результати останніх двох КАСПів опубліковані організаторами експерименту на вебсайті Центру передбачень білків:

Зауважимо, що не всі сервери, що беруть участь в КАСПі, є публічно доступними після завершення експерименту. Також, багато публічних серверів з найвищими КАСПовими ранками, мають довгі черги на моделювання, і тому інколи потрібно довгий час, щоб отримати передбачення.

Кілька дослідників також зробили свої незалежні ранкування методів з КАСП8 (2008) і опублікували їх на Інтернеті. Наприклад:

Див. також Редагувати

Посилання Редагувати

  1. Moult, J., et al. (1995). A large-scale experiment to assess protein structure prediction methods. Proteins: Structure, Function, Genetics 23 (3): ii–iv. 
  2. Kryshtafovych, A., et al. (2009). Protein structure prediction center in CASP8. Proteins: Structure, Function, Bioinformatics 77 (S9): 5–9. 
  3. Cozzetto, D., et al. (2009). Evaluation of template-based models in CASP8 with standard measures. Proteins: Structure, Function, Bioinformatics 77 (S9): 18–28. 
  4. Tress, M., et al. (2009). Target domain definition and classification in CASP8. Proteins: Structure, Function, Bioinformatics 77 (S9): 10–17. 
  5. Kryshtafovych, A., et al. (2007). New tools and expanded data analysis capabilities at the protein structure prediction center. Proteins: Structure, Function, Bioinformatics 69 (S8): 19–26. 
  6. Zemla, A. (2003). LGA: a method for finding 3D similarities in protein structures. Nucleic Acids Research 31: 3370–3374. 
  7. Ben-David, M., et al. (2009). Assessment of CASP8 structure predictions for template free targets. Proteins: Structure, Function, Bioinformatics 77 (S9): 50–65. 
  8. Read, R.J., Chavali, G. (2007). Assessment of CASP7 predictions in the high accuracy template-based modeling category. Proteins: Structure, Function, Bioinformatics 69 (S8): 27–37. 
  9. Keedy, D.A. (2009). The other 90% of the protein: Assessment beyond the α-carbon for CASP8 template-based and high-accuracy models. Proteins: Structure, Function, Bioinformatics 77 (S9): 50–65. 
  10. Moult, J., et al. (2009). Critical assessment of methods of protein structure prediction (CASP) - round VIII. Proteins 77 (S9): 1–4. 
  11. Kryshtafovych, A., et al. (2005). Progress over the first decade of CASP experiments. Proteins: Structure, Function, Bioinformatics 61 (S7): 225–236. 
  12. Kryshtafovych, A., et al. (2009). CASP8 results in context of previous experiments. Proteins: Structure, Function, Bioinformatics 77 (S9): 217–228. 

Джерела Редагувати

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
KASP angl CASP vsesvitnij eksperiment z Kritichnogo Analizu metodiv dlya Strukturnih Peredbachen bilkiv KASP ye poligonom dlya testuvannya metodiv z peredbachennya strukturi bilkiv znaryaddyam dlya nezalezhnogo i neuperedzhenogo analizu progresu i problem u galuzi komp yuternogo modelyuvannya bilkiv i rushijnoyu siloyu dlya rozrobki novih i pokrashennya isnuyuchih metodiv modelyuvannya Hocha osnovnoyu metoyu KASPu ye analiz potochnogo stanu sprav v oblasti modelyuvannya strukturi bilkiv bagato hto rozglyadaye eksperiment yak pershist svitu u cij galuzi nauki Ponad 100 naukovih oseredkiv zi vsogo svitu regulyarno berut uchast u KASPi i ne ye netipovoyu situaciya koli cili naukovi kolektivi vidkladayut svoyi inshi doslidnicki proekti na kilka misyaciv z tim shob skoncentruvatis na pidgotovci svoyih serveriv do zmagannya i zajmatis bezposeredno modelyuvannyam zaproponovanih bilkiv Eksperimentalna struktura strichki i 354 sumishenih z neyu shablonnih peredbachen predstavlenih u formi sirih vidrizkiv sho z yednuyut a vuglecevi atomi modelej z KASP8 Zmist 1 Organizaciya eksperimentu i jogo zagalni principi 2 Osnovni tipi metodiv dlya modelyuvannya struktur 3 Ocinka modelej 4 Publikaciya rezultativ 5 Rezultati rankuvannya metodiv 6 Div takozh 7 Posilannya 8 DzherelaOrganizaciya eksperimentu i jogo zagalni principi RedaguvatiKASP bulo zapochatkovano Dzhonom Moltom John Moult Merilendskij Universitet i Kshishtofom Fidelisom Krzysztof Fidelis Livermorska nacionalna laboratoriya 1994 roku 1 Pochinayuchi z 2004 roku odnim z organizatoriv eksperimentu ye ukrayinec Andrij Krishtafovich Andriy Kryshtafovych Kalifornijskij universitet v Devisi Organizatori vidpovidayut za vsi aspekti provedennya eksperimentu zokrema za dostarchannya poslidovnostej bilkiv dlya modelyuvannya dotrimannya konfidencijnosti pid chas eksperimentu organizaciyu ocinyuvannya peredbachen i provedennya konferenciyi modeleriv dlya obgovorennya rezultativ chergovogo turu peredbachen Nezalezhni eksperti 1 nedostupne posilannya z lipnya 2019 zaproshuyutsya organizatorami dlya ocinki modelej i skladannya visnovkiv pro ob yektivnij stan sprav v galuzi Uchast v eksperimenti mozhe vzyati kozhen ohochij zareyestruvavshi doslidnicku grupu nbsp Grafik provedennya KASPuEksperiment provoditsya raz v dva roki Golovna sut KASPu polyagaye v tomu sho modeleram proponuyutsya dlya peredbachennya bilki na KASPivskomu slengu misheni strukturi yakih she nevidomi na chas modelyuvannya Ce ye zazvichaj peptidni poslidovnosti sho nevdovzi budut rozv yazani eksperimentalno za dopomogoyu rentgenivskoyi kristalografiyi chi YaMR spektroskopiyi abo strukturi sho buli shojno rozv yazani chastishe vsogo odnim z centriv strukturnoyi genomiki ale she ne dostupni publichno zi strukturnoyi bazi danih bilkiv PDB 2 Arhivovano 3 bereznya 2016 u Wayback Machine U chas vidvedenij dlya peredbachen doslidnicki grupi povinni zgeneruvati model i nadislati yiyi do Centru peredbachen bilkiv 3 Arhivovano 3 sichnya 2020 u Wayback Machine U centri 2 modeli avtomatichno ocinyuyutsya za dopomogoyu standartnih procedur 3 pislya chogo rezultati obchislen peredayutsya nezalezhnim ekspertam yaki interpretuyut i pidsumovuyut ci dani a takozh analizuyut detali modelej za dopomogoyu dodatkovih metodiv Avtorstvo modelej rozkrivayetsya dlya ekspertiv ocinyuvalnikiv lishe pislya togo yak voni skladut zvit organizatoram pro yakist modelej Pislya cogo najkrashi grupi zaproshuyutsya na konferenciyeyu modeleriv yaka zavershuye cikl KASPu i de obgovoryuyutsya rezultati ostannogo eksperimentu i proponuyutsya zmini do nastupnogo Principi slipogo peredbachennya i ocinki zabezpechuyut ob yektivnist eksperimentu dozvolyayut vikrivati perevagi chi vadi okremih metodiv stavlyat bar yer dlya nepidtverdzhenih zayavok pro uspih i nadayut rozrobnikam metodiv mehanizm dlya vstanovlennya yihnoyi dijsnoyi spromozhnosti Osnovni tipi metodiv dlya modelyuvannya struktur RedaguvatiMetodi dlya peredbachennya tretinnoyi strukturi bilkiv ocinyuyutsya v KASPi okremo dlya shablonnogo i bezshablonnogo modelyuvannya Yaksho zaproponovani dlya peredbachennya bilki mayut evolyucijnu shozhist do bilkiv z vidomoyu strukturoyu tak zvanogo shablonu angl template to todi dlya modelyuvannya strukturi bilka zastosovuyut princip modelyuvannya za shablonom angl template based modeling abo comparative modeling Koli ne vdayetsya znajti shablonu to todi zastosovuyutsya tak zvani bezshablonni metodi angl template free methods abo de novo methods yaki zazvichaj vikoristovuyut tehniku skladannya bilkiv z korotkih segmentiv vidomih struktur abo nablizheni strategiyi poshuku minimumu energetichnogo landshaftu Iz zrostom bazi danih struktur staye vse vazhche vidshukati dlya eksperimentu bilki pridatni dlya testuvannya metodiv bezshablonnogo modelyuvannya 4 Ocinka modelej Redaguvati nbsp Shema avtomatichnogo ocinyuvannya strukturnih modelej i vizualizaciyi rezultativ v KASPiU KASPi ocinyuyutsya peredbachennya v takih kategoriyah peredbachennya tretinnoyi strukturi bilkiv rezultati shablonnogo i bezshablonnogo modelyuvannya ocinyuyutsya okreio peredbachennya vtorinnoyi strukturi KASP1 KASP5 strukturni kompleksi KASP2 okremij eksperiment KAPRI angl CAPRI prodovzhuye cyu tematiku peredbachennya kontaktiv mizh aminokislotnimi zalishkami pochinayuchi z KASP4 peredbachennya nevporyadkovanih regioniv pochinayuchi z KASP5 peredbachennya granic domeniv KASP6 KASP8 peredbachennya funkciyi pochinayuchi z KASP6 ocinka yakosti modelej pochinayuchi z KASP7 pokrashennya modelej pochinayuchi z KASP7 shablonni peredbachennya visokoyi tochnosti pochinayuchi z KASP7 Osnovnim metodom ocinki yakosti strukturnih modelej v KASPi ye zistavlennya pozicij a vuglecevih atomiv v modeli i misheni Ce porivnyannya provoditsya za dopomogoyu paketu program 5 bazovoyu z yakih ye LGA 6 Osnovnoyu funkciyeyu ocinki yakosti modeli ye mira GDT TS z programi LGA sho opisuye procent virno zmodelovanih aminokislotnih zalishkiv v modeli po vidnoshennyu do misheni Rezultati analizu navodyatsya na grafikah sho pidsumovuyut vidstani mizh parami ekvivalentnih a vugleciv v optimalnomu nakladenni modeli na eksperimentalnu strukturu Slid zauvazhiti prote sho rezultati avtomatichnogo chislovogo analizu ye nenadijnimi u vipadkah koli modeli ye dosit dalekimi vid nativnih struktur sho zviklo traplyayetsya pri bezshablonnomu modelyuvanni U cih vipadkah osnovnim mehanizmom ocinki yakosti modelej ye yihnij vizualnij analiz ekspertami 7 Shablonni peredbachennya visokoyi tochnosti ocinyuvalisya v KASP7 na predmet yihnoyi pridatnosti dlya fazuvannya molekulyarnogo zamishennya kristalichnoyi strukturi misheni 8 a v KASP8 na predmet vidpovidnosti povno atomnih modelej a ne lishe a vuglecevih eksperimentalnim strukturam 9 Publikaciya rezultativ RedaguvatiRezultati eksperimentu drukuyutsya v specialnomu nomeri naukovogo zhurnalu Proteins Structure Function Bioinformatics Posilannya do vsih KASPovih primirnikiv zhurnalu navedeni na vebsajti Centru peredbachen 4 Arhivovano 29 chervnya 2010 u Wayback Machine Zagolovna stattya kozhnogo specialnogo vipusku opisuye specifiku kozhnogo z eksperimentiv 10 a zavershalna stattya navodit analiz progresu v oblasti modelyuvannya 11 12 Rezultati rankuvannya metodiv RedaguvatiOficijni rezultati ostannih dvoh KASPiv opublikovani organizatorami eksperimentu na vebsajti Centru peredbachen bilkiv KASP9 Oficijnij rank avtomatichnih serveriv Arhivovano 21 sichnya 2022 u Wayback Machine KASP9 Oficijnij rank vsih metodiv Arhivovano 24 grudnya 2010 u Wayback Machine KASP8 Oficijnij rank avtomatichnih serveriv Arhivovano 3 listopada 2020 u Wayback Machine KASP8 Oficijnij rank vsih metodiv Arhivovano 4 chervnya 2009 u Wayback Machine Zauvazhimo sho ne vsi serveri sho berut uchast v KASPi ye publichno dostupnimi pislya zavershennya eksperimentu Takozh bagato publichnih serveriv z najvishimi KASPovimi rankami mayut dovgi chergi na modelyuvannya i tomu inkoli potribno dovgij chas shob otrimati peredbachennya Kilka doslidnikiv takozh zrobili svoyi nezalezhni rankuvannya metodiv z KASP8 2008 i opublikuvali yih na Interneti Napriklad vid Ya Dzhanga vid N Grishina Arhivovano 10 lyutogo 2009 u Wayback Machine vid L MakGaffina Arhivovano 21 travnya 2011 u Wayback Machine vid D Bejkera vid Dzh ChengaDiv takozh RedaguvatiPeredbachennya strukturi bilkivPosilannya Redaguvati Moult J et al 1995 A large scale experiment to assess protein structure prediction methods Proteins Structure Function Genetics 23 3 ii iv Kryshtafovych A et al 2009 Protein structure prediction center in CASP8 Proteins Structure Function Bioinformatics 77 S9 5 9 Cozzetto D et al 2009 Evaluation of template based models in CASP8 with standard measures Proteins Structure Function Bioinformatics 77 S9 18 28 Tress M et al 2009 Target domain definition and classification in CASP8 Proteins Structure Function Bioinformatics 77 S9 10 17 Kryshtafovych A et al 2007 New tools and expanded data analysis capabilities at the protein structure prediction center Proteins Structure Function Bioinformatics 69 S8 19 26 Zemla A 2003 LGA a method for finding 3D similarities in protein structures Nucleic Acids Research 31 3370 3374 Ben David M et al 2009 Assessment of CASP8 structure predictions for template free targets Proteins Structure Function Bioinformatics 77 S9 50 65 Read R J Chavali G 2007 Assessment of CASP7 predictions in the high accuracy template based modeling category Proteins Structure Function Bioinformatics 69 S8 27 37 Keedy D A 2009 The other 90 of the protein Assessment beyond the a carbon for CASP8 template based and high accuracy models Proteins Structure Function Bioinformatics 77 S9 50 65 Moult J et al 2009 Critical assessment of methods of protein structure prediction CASP round VIII Proteins 77 S9 1 4 Kryshtafovych A et al 2005 Progress over the first decade of CASP experiments Proteins Structure Function Bioinformatics 61 S7 225 236 Kryshtafovych A et al 2009 CASP8 results in context of previous experiments Proteins Structure Function Bioinformatics 77 S9 217 228 Dzherela RedaguvatiKASP Domashnya storinka Arhivovano 3 sichnya 2020 u Wayback Machine Otrimano z https uk wikipedia org w index php title KASP eksperiment amp oldid 34967839