HHpred

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HHpred

Detectar homologías remotas por comparación de modelos ocultos de Markov

Dep. de Evolución de Proteínas en el Instituto Max-Planck de Biología del Desarrollo

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Descripción breve

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HHsearch es un programa para la búsqueda de secuencias de proteínas que es gratuito para uso no comercial. HHpred es un servidor gratuito de predicción de funciones y estructuras proteicas basado en el método HHsearch. HHpred/HHsearch se encuentran entre los métodos más populares para la predicción de la estructura de proteínas y la detección de secuencias remotamente relacionadas, habiendo sido citados más de 380 veces.

Las búsquedas de secuencias son realizadas frecuentemente por los biólogos para inferir la función de una proteína desconocida a partir de su secuencia. Para ello, la secuencia de la proteína se compara con las secuencias de otras proteínas en bases de datos públicas y su función se deduce de las de las secuencias más similares. A menudo, en esa búsqueda no se encuentran secuencias con funciones anotadas. En este caso, se requieren métodos más sensibles para identificar las proteínas o familias de proteínas más remotamente relacionadas. A partir de estas relaciones, se pueden inferir hipótesis sobre las funciones, la estructura y la composición de dominios de la proteína. HHsearch realiza búsquedas con una secuencia de proteínas a través de bases de datos. El servidor HHpred y el paquete de software HHsearch ofrecen muchas bases de datos populares y actualizadas regularmente, como el Protein Data Bank, así como las bases de datos InterPro, Pfam, COG y SCOP.

HHpred/HHsearch pertenece a la clase de herramientas de comparación de perfiles, que incluye los métodos de búsqueda de secuencias más sensibles hasta la fecha. Representan tanto la secuencia de consulta como las secuencias de la base de datos mediante perfiles de secuencia, también denominados matrices de puntuación de posición específica (PSSM). Los perfiles se calculan a partir de un alineamiento múltiple de secuencias relacionadas, que suelen recogerse mediante el programa PSI-BLAST del Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI). Un perfil es una matriz que contiene, para cada posición de la secuencia de consulta, la puntuación de similitud de los 20 aminoácidos. Estas puntuaciones se calculan a partir de las frecuencias de los aminoácidos en las posiciones correspondientes en el alineamiento de la secuencia múltiple. Dado que los perfiles contienen mucha más información que una sola secuencia (por ejemplo, el grado de conservación específico de cada posición), los métodos de comparación perfil-perfil son mucho más potentes que los métodos de comparación secuencia-secuencia como BLAST o los métodos de comparación perfil-secuencia como PSI-BLAST.

HHpred/HHsearch representa las proteínas de la consulta y de la base de datos mediante modelos de Markov ocultos (HMM) de perfil, una extensión de los perfiles de secuencia que también registra las frecuencias de inserción y deleción de aminoácidos específicas de cada posición. HHsearch busca en una base de datos de HMMs con un HMM de consulta. Antes de iniciar la búsqueda en la base de datos real de HMMs, HHsearch/HHpred construye un alineamiento múltiple de secuencias relacionadas utilizando una versión específica del contexto de PSI-BLAST, llamada CSI-BLAST. A partir de este alineamiento, se calcula un HMM de perfil. Las bases de datos contienen HMMs que se precalculan de la misma manera utilizando PSI-BLAST. El resultado de HHpred y HHsearch es una lista clasificada de las coincidencias de la base de datos (incluyendo los valores E y las probabilidades de una relación verdadera) y las alineaciones de la secuencia de la consulta con la base de datos. Una búsqueda en la base de datos PDB de proteínas con estructura 3D resuelta tarda unos minutos. Si se encuentra una coincidencia significativa con una proteína de estructura conocida (una «plantilla») en la base de datos PDB, HHpred permite construir un modelo de homología utilizando el software MODELLER, a partir de la alineación entre la consulta y la plantilla.

Las aplicaciones de HHpred/HHsearch incluyen la predicción de la estructura de las proteínas, la predicción de la función, la predicción del dominio, la predicción de los límites del dominio y la clasificación evolutiva de las proteínas. En el experimento de referencia CASP7, HHpred5 ocupó el segundo lugar entre 68 servidores de predicción automática de estructuras, siendo más de 50 veces más rápido que los 20 mejores servidores.

Enlaces

http://toolkit.tuebingen.mpg.de/hhpred

http://toolkit.lmb.uni-muenchen.de/hhpred

Requisitos

Servidor web

Notas del usuario

Sitio web de CASP: http://predictioncenter.org/

Detección de homología de proteínas de la membrana externa: HHomp

Vea Help:References para saber cómo gestionar las referencias en EcoliWiki.