HHpred

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HHpred

Rileva omologie remote tramite confronto di modelli di Markov nascosti

Dep. of Protein Evolution at the Max-Planck Institute for Developmental Biology

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Short Description

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HHsearch è un programma per la ricerca di sequenze proteiche che è gratuito per uso non commerciale. HHpred è un server gratuito di predizione di funzioni e strutture proteiche basato sul metodo HHsearch. HHpred/HHsearch sono tra i metodi più popolari per la predizione della struttura proteica e l’individuazione di sequenze lontanamente correlate, essendo stati citati più di 380 volte.

Le ricerche di sequenza sono spesso eseguite dai biologi per dedurre la funzione di una proteina sconosciuta dalla sua sequenza. A questo scopo, la sequenza della proteina viene confrontata con le sequenze di altre proteine nelle banche dati pubbliche e la sua funzione viene dedotta da quelle delle sequenze più simili. Spesso, nessuna sequenza con funzioni annotate può essere trovata in una tale ricerca. In questo caso, sono necessari metodi più sensibili per identificare proteine o famiglie di proteine più lontanamente correlate. Da queste relazioni, si possono dedurre ipotesi sulle funzioni, la struttura e la composizione dei domini della proteina. HHsearch esegue ricerche con una sequenza proteica attraverso i database. Il server HHpred e il pacchetto software HHsearch offrono molti database popolari e regolarmente aggiornati, come la Protein Data Bank, così come i database InterPro, Pfam, COG e SCOP.

HHpred/HHsearch appartiene alla classe degli strumenti di confronto profilo-profilo, che comprende i metodi di ricerca di sequenza più sensibili fino ad oggi. Essi rappresentano sia la sequenza della query che le sequenze del database tramite profili di sequenza, chiamati anche matrici di punteggio specifico della posizione (PSSMs). I profili sono calcolati da un allineamento multiplo di sequenze correlate che sono tipicamente raccolte usando il programma PSI-BLAST dal National Center for Biotechnology Information (NCBI). Un profilo è una matrice che contiene per ogni posizione nella sequenza di query il punteggio di similarità per i 20 aminoacidi. Questi punteggi sono calcolati dalle frequenze degli aminoacidi nelle posizioni corrispondenti nell’allineamento di sequenza multipla. Poiché i profili contengono molte più informazioni di una singola sequenza (per esempio il grado di conservazione specifico della posizione), i metodi di confronto profilo-profilo sono molto più potenti dei metodi di confronto sequenza-sequenza come BLAST o dei metodi di confronto profilo-sequenza come PSI-BLAST.

HHpred/HHsearch rappresenta le proteine della query e del database mediante modelli di Markov nascosti (HMM) di profilo, un’estensione dei profili di sequenza che registrano anche le frequenze di inserzione e cancellazione degli aminoacidi specifiche della posizione. HHsearch cerca un database di HMMs con un HMM di query. Prima di iniziare la ricerca attraverso l’attuale database di HMM, HHsearch/HHpred costruisce un allineamento multiplo di sequenze correlate usando una versione specifica per il contesto di PSI-BLAST, chiamata CSI-BLAST. Da questo allineamento, viene calcolato un profilo HMM. I database contengono HMM che sono precalcolati nello stesso modo usando PSI-BLAST. L’output di HHpred e HHsearch è una lista classificata delle corrispondenze del database (inclusi i valori E e le probabilità di una vera relazione) e gli allineamenti di sequenza coppia query-database. Una ricerca nel database PDB delle proteine con struttura 3D risolta richiede pochi minuti. Se viene trovata una corrispondenza significativa con una proteina di struttura nota (un “modello”) nel database PDB, HHpred permette di costruire un modello di omologia usando il software MODELLER, partendo dall’allineamento coppia query-template.

Le applicazioni di HHpred/HHsearch includono la predizione della struttura delle proteine, la predizione della funzione, la predizione del dominio, la predizione del confine del dominio e la classificazione evolutiva delle proteine. Nell’esperimento di benchmark CASP7, HHpred5 si è classificato secondo su 68 server di predizione automatica della struttura, essendo più di 50 volte più veloce dei migliori 20 server.

Links

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

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

Requisiti

Webserver

Note sull’utente

Sito web CASP: http://predictioncenter.org/

Rilevazione dell’omologia delle proteine di membrana esterna: HHomp

Vedi Help:References per come gestire i riferimenti in EcoliWiki.