chou y fasman

5/12/2018 Chou y Fasman - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/chou-y-fasman 1/27



Predicción de Estructuras Secundarias

Primera generación:

- La información de la predicción

proviene de los residuos de una

secuencia vista en forma aislada

- Usando la base ³PDB´ (*), decir que

tan propenso es un determinado

amino ácido de adoptar cierto tipo de

estructura secundaria

Q3

= 53% - 61%

Chou - Fasman

1974

PDB = The Protein Data Bank ( http://www.rcsb.org/pdb )




Segunda generación:

- Concepto de Ventana (ej: 7 letras)

APAFSVSP AS

- Se toma en cuenta la vecindad del

amino ácido en la predicción de laforma que adoptará la estructura

secundaria.

Q3

= 63%

Chou - Fasman

1974

GOR (*)

1987

GOR: J.Garnier, D.Osguthorpe and B.Robson




Tercera generación:- Métodos ³ Adaptativos´

- Conceptos de Redes Neuronales

Q3

= 72.2%

Chou - Fasman

1974

GOR

1987

PHD (*)

1993

PHD: Rost & Sander, 1993




Chou ± Fasman ( 1974): Asignación estática de valores a cada aa

Asignar a los residuos los valores probabilísticos, basado

en el análisis estadístico de un conjunto de proteínas cuyaestructura secundaria es conocida.

P(E-helix)

P( F-sheet)

P( F-turn)




Chou ± Fasman ( 1974): Tabla de valores para cada AA

Name Abbrv P(a) P(b) P(turn) f(i) f(i+1) f(i+2) f(i+3)

Alanine A 142 83 66 0.06 0.076 0.035 0.058

Arginine R 98 93 95 0.07 0.106 0.099 0.085

Aspartic Acid D 101 54 146 0.147 0.11 0.179 0.081 Asparagine N 67 89 156 0.161 0.083 0.191 0.091

Cysteine C 70 119 119 0.149 0.05 0.117 0.128

Glutamic Acid E 151 37 74 0.056 0.06 0.077 0.064

Glutamine Q 111 110 98 0.074 0.098 0.037 0.098

Glycine G 57 75 156 0.102 0.085 0.19 0.152

Histidine H 100 87 95 0.14 0.047 0.093 0.054

Isoleucine I 108 160 47 0.043 0.034 0.013 0.056

Leucine L 121 130 59 0.061 0.025 0.036 0.07

Lysine K 114 74 101 0.055 0.115 0.072 0.095

Methionine M 145 105 60 0.068 0.082 0.014 0.055

Phenylalanine F 113 138 60 0.059 0.041 0.065 0.065

Proline P 57 55 152 0.102 0.301 0.034 0.068Serine S 77 75 143 0.12 0.139 0.125 0.106

Threonine T 83 119 96 0.086 0.108 0.065 0.079

Tryptophan W 108 137 96 0.077 0.013 0.064 0.167

Tyrosine Y 69 147 114 0.082 0.065 0.114 0.125

Valine V 106 170 50 0.062 0.048 0.028 0.053




Chou ± Fasman ( 1974): Reglas para E-helix.

1. Identificar cuando una región de 6 amino ácidos tiene 4 que

son P(E)>100. (Posible núcleo de E-helix)2. Extenderse por la secuencia de amino ácidos en ambas

direcciones, hasta que encontremos 4 amino ácidos que

tienen como promedio P(E)<100 .(Posible final de E-helix)

3. Si tenemos un segmento de mas de 5 amino ácidos y la suma

de los P(E)>P( F). Marcamos la región como E-helix.

4. Repetimos para toda la secuencia




Chou ± Fasman ( 1974): Reglas para F-sheet.

1. Identificar cuando una región de 5 amino ácidos tiene 3 que

son P( F)>100. (Posible F-sheet)2. Extenderse por la secuencia de amino ácidos en ambas

direcciones, hasta que encontremos 4 amino ácidos que en

promedio tienen P( F)<100. (Posible fin de F-sheet)

3. Si tenemos un segmento de mas de 5 amino ácidos y la suma

de los P( F)>P(E). Marcamos la región como F-sheet.




Chou ± Fasman ( 1974): Reglas para los overlaps.

1. Si las regiones de alfa y las betas se superponen: Calcular la

suma de los P(E) y de los P( F) para esa región2. Si 7P(E) > 7P( F) entonces se predice una E-helix

3. Si 7P(E) < 7P( F) entonces se predice una F-sheet




f(j) es el valor que figura en la tabla de Chou-Fasman (versión extendida)

Chou ± Fasman ( 1974): Reglas para los F-turn.

1. La probabilidad de que una región de 4 amino ácidos

(aa[1..4]) sea F-turn esta calculada como una condiciónsobre los valores P( F-turn) y f(i).

2. Se dice que la región es F-turn si:

- f(aa[1]) x f(aa[2]) x f(aa[3]) x f(aa[4]) > 0.000075

- P(aa[1]) + P(aa[2]) + P(aa[3]) + P(aa[4]) > 400

- Cada aa[i] cumple con7P(E-helix) < 7P( F-turn) > 7P( F-sheet)




Chou ± Fasman ( 1974): Ejemplo ³YSPYAELMRSYG´


Alanine A 142 83 66 0.06 0.076 0.035 0.058

Arginine R 98 93 95 0.07 0.106 0.099 0.085

Aspartic Acid D 101 54 146 0.147 0.11 0.179 0.081

Asparagine N 67 89 156 0.161 0.083 0.191 0.091Cysteine C 70 119 119 0.149 0.05 0.117 0.128

Glutamic Acid E 151 37 74 0.056 0.06 0.077 0.064

Glutamine Q 111 110 98 0.074 0.098 0.037 0.098

Glycine G 57 75 156 0.102 0.085 0.19 0.152

Histidine H 100 87 95 0.14 0.047 0.093 0.054

Isoleucine I 108 160 47 0.043 0.034 0.013 0.056

Leucine L 121 130 59 0.061 0.025 0.036 0.07

Lysine K 114 74 101 0.055 0.115 0.072 0.095

Methionine M 145 105 60 0.068 0.082 0.014 0.055

Phenylalanine F 113 138 60 0.059 0.041 0.065 0.065

Proline P 57 55 152 0.102 0.301 0.034 0.068

Serine S 77 75 143 0.12 0.139 0.125 0.106

Threonine T 83 119 96 0.086 0.108 0.065 0.079

Tryptophan W 108 137 96 0.077 0.013 0.064 0.167Tyrosine Y 69 147 114 0.082 0.065 0.114 0.125

Valine V 106 170 50 0.062 0.048 0.028 0.053

Y S P Y A E L M R S Y G

P(alfa) 69 77 57 69 142 151 121 145 98 77 69 57

P(beta)147 75 55 147 83 37 130 105 93 75 147 75

YSPYAELMRSYG

Busco una región de 6 amino ácidos

tal que 4 tengan P(alfa) > 100




Chou ± Fasman ( 1974): Ejemplo ³YSPYAELMRSYG´ y sus E-helix


Alanine A 142 83 66 0.06 0.076 0.035 0.058

Arginine R 98 93 95 0.07 0.106 0.099 0.085

Aspartic Acid D 101 54 146 0.147 0.11 0.179 0.081


Glutamic Acid E 151 37 74 0.056 0.06 0.077 0.064

Glutamine Q 111 110 98 0.074 0.098 0.037 0.098

Glycine G 57 75 156 0.102 0.085 0.19 0.152

Histidine H 100 87 95 0.14 0.047 0.093 0.054

Isoleucine I 108 160 47 0.043 0.034 0.013 0.056

Leucine L 121 130 59 0.061 0.025 0.036 0.07

Lysine K 114 74 101 0.055 0.115 0.072 0.095

Methionine M 145 105 60 0.068 0.082 0.014 0.055

Phenylalanine F 113 138 60 0.059 0.041 0.065 0.065

Proline P 57 55 152 0.102 0.301 0.034 0.068

Serine S 77 75 143 0.12 0.139 0.125 0.106

Threonine T 83 119 96 0.086 0.108 0.065 0.079


Valine V 106 170 50 0.062 0.048 0.028 0.053


P(alfa) 69 77 57 69 142 151 121 145 98 77 69 57

P(beta) 147 75 55 147 83 37 130 105 93 75 147 75

YSPYAELMRSYG

Solo ³ A´ y ³E´ tienen P(alfa) > 100

Desplazo la ventana






Alanine A 142 83 66 0.06 0.076 0.035 0.058

Arginine R 98 93 95 0.07 0.106 0.099 0.085

Aspartic Acid D 101 54 146 0.147 0.11 0.179 0.081


Glutamic Acid E 151 37 74 0.056 0.06 0.077 0.064

Glutamine Q 111 110 98 0.074 0.098 0.037 0.098

Glycine G 57 75 156 0.102 0.085 0.19 0.152

Histidine H 100 87 95 0.14 0.047 0.093 0.054

Isoleucine I 108 160 47 0.043 0.034 0.013 0.056

Leucine L 121 130 59 0.061 0.025 0.036 0.07

Lysine K 114 74 101 0.055 0.115 0.072 0.095

Methionine M 145 105 60 0.068 0.082 0.014 0.055

Phenylalanine F 113 138 60 0.059 0.041 0.065 0.065

Proline P 57 55 152 0.102 0.301 0.034 0.068

Serine S 77 75 143 0.12 0.139 0.125 0.106

Threonine T 83 119 96 0.086 0.108 0.065 0.079


Valine V 106 170 50 0.062 0.048 0.028 0.053


P(alfa) 69 77 57 69 142 151 121 145 98 77 69 57

P(beta) 147 75 55 147 83 37 130 105 93 75 147 75

YSPYAELMRSYG

Solo ³ A´, ³E´ y ³L´ tienen P(alfa) > 100

Desplazo la ventana






Alanine A 142 83 66 0.06 0.076 0.035 0.058

Arginine R 98 93 95 0.07 0.106 0.099 0.085

Aspartic Acid D 101 54 146 0.147 0.11 0.179 0.081


Glutamic Acid E 151 37 74 0.056 0.06 0.077 0.064

Glutamine Q 111 110 98 0.074 0.098 0.037 0.098

Glycine G 57 75 156 0.102 0.085 0.19 0.152

Histidine H 100 87 95 0.14 0.047 0.093 0.054

Isoleucine I 108 160 47 0.043 0.034 0.013 0.056

Leucine L 121 130 59 0.061 0.025 0.036 0.07

Lysine K 114 74 101 0.055 0.115 0.072 0.095

Methionine M 145 105 60 0.068 0.082 0.014 0.055

Phenylalanine F 113 138 60 0.059 0.041 0.065 0.065

Proline P 57 55 152 0.102 0.301 0.034 0.068

Serine S 77 75 143 0.12 0.139 0.125 0.106

Threonine T 83 119 96 0.086 0.108 0.065 0.079


Valine V 106 170 50 0.062 0.048 0.028 0.053


P(alfa) 69 77 57 69 142 151 121 145 98 77 69 57

P(beta) 147 75 55 147 83 37 130 105 93 75 147 75

YSPYAELMRSYG

Posible E-helix

Extiendo la ventana hasta que 4

amino-ácidos tengan P(alfa)<100






Alanine A 142 83 66 0.06 0.076 0.035 0.058

Arginine R 98 93 95 0.07 0.106 0.099 0.085

Aspartic Acid D 101 54 146 0.147 0.11 0.179 0.081


Glutamic Acid E 151 37 74 0.056 0.06 0.077 0.064

Glutamine Q 111 110 98 0.074 0.098 0.037 0.098

Glycine G 57 75 156 0.102 0.085 0.19 0.152

Histidine H 100 87 95 0.14 0.047 0.093 0.054

Isoleucine I 108 160 47 0.043 0.034 0.013 0.056

Leucine L 121 130 59 0.061 0.025 0.036 0.07

Lysine K 114 74 101 0.055 0.115 0.072 0.095

Methionine M 145 105 60 0.068 0.082 0.014 0.055

Phenylalanine F 113 138 60 0.059 0.041 0.065 0.065

Proline P 57 55 152 0.102 0.301 0.034 0.068

Serine S 77 75 143 0.12 0.139 0.125 0.106

Threonine T 83 119 96 0.086 0.108 0.065 0.079


Valine V 106 170 50 0.062 0.048 0.028 0.053


P(alfa) 69 77 57 69 142 151 121 145 98 77 69 57

P(beta) 147 75 55 147 83 37 130 105 93 75 147 75

YSPYAELMRSYG

Mas no se puede

Busco los posibles F-sheet




Chou ± Fasman ( 1974): Ejemplo ³YSPYAELMRSYG´ y sus F-sheet


Alanine A 142 83 66 0.06 0.076 0.035 0.058

Arginine R 98 93 95 0.07 0.106 0.099 0.085

Aspartic Acid D 101 54 146 0.147 0.11 0.179 0.081


Glutamic Acid E 151 37 74 0.056 0.06 0.077 0.064

Glutamine Q 111 110 98 0.074 0.098 0.037 0.098

Glycine G 57 75 156 0.102 0.085 0.19 0.152

Histidine H 100 87 95 0.14 0.047 0.093 0.054

Isoleucine I 108 160 47 0.043 0.034 0.013 0.056

Leucine L 121 130 59 0.061 0.025 0.036 0.07

Lysine K 114 74 101 0.055 0.115 0.072 0.095

Methionine M 145 105 60 0.068 0.082 0.014 0.055

Phenylalanine F 113 138 60 0.059 0.041 0.065 0.065

Proline P 57 55 152 0.102 0.301 0.034 0.068

Serine S 77 75 143 0.12 0.139 0.125 0.106

Threonine T 83 119 96 0.086 0.108 0.065 0.079


Valine V 106 170 50 0.062 0.048 0.028 0.053


P(alfa) 69 77 57 69 142 151 121 145 98 77 69 57

P(beta) 147 75 55 147 83 37 130 105 93 75 147 75

YSPYAELMRSYG

Extiendo la ventana hasta encontrar 4

residuos con P(beta) < 100




Chou ± Fasman ( 1974): Ejemplo ³YSPYAELMRSYG´ y sus F-sheet


Alanine A 142 83 66 0.06 0.076 0.035 0.058

Arginine R 98 93 95 0.07 0.106 0.099 0.085

Aspartic Acid D 101 54 146 0.147 0.11 0.179 0.081


Glutamic Acid E 151 37 74 0.056 0.06 0.077 0.064

Glutamine Q 111 110 98 0.074 0.098 0.037 0.098

Glycine G 57 75 156 0.102 0.085 0.19 0.152

Histidine H 100 87 95 0.14 0.047 0.093 0.054

Isoleucine I 108 160 47 0.043 0.034 0.013 0.056

Leucine L 121 130 59 0.061 0.025 0.036 0.07

Lysine K 114 74 101 0.055 0.115 0.072 0.095

Methionine M 145 105 60 0.068 0.082 0.014 0.055

Phenylalanine F 113 138 60 0.059 0.041 0.065 0.065

Proline P 57 55 152 0.102 0.301 0.034 0.068

Serine S 77 75 143 0.12 0.139 0.125 0.106

Threonine T 83 119 96 0.086 0.108 0.065 0.079


Valine V 106 170 50 0.062 0.048 0.028 0.053


P(alfa) 69 77 57 69 142 151 121 145 98 77 69 57

P(beta) 147 75 55 147 83 37 130 105 93 75 147 75

YSPYAELMRSYG

Mas no se puede

Reglas de overlap




Chou ± Fasman ( 1974): Ejemplo ³YSPYAELMRSYG´ resultado overlap


Alanine A 142 83 66 0.06 0.076 0.035 0.058

Arginine R 98 93 95 0.07 0.106 0.099 0.085

Aspartic Acid D 101 54 146 0.147 0.11 0.179 0.081


Glutamic Acid E 151 37 74 0.056 0.06 0.077 0.064

Glutamine Q 111 110 98 0.074 0.098 0.037 0.098

Glycine G 57 75 156 0.102 0.085 0.19 0.152

Histidine H 100 87 95 0.14 0.047 0.093 0.054

Isoleucine I 108 160 47 0.043 0.034 0.013 0.056

Leucine L 121 130 59 0.061 0.025 0.036 0.07

Lysine K 114 74 101 0.055 0.115 0.072 0.095

Methionine M 145 105 60 0.068 0.082 0.014 0.055

Phenylalanine F 113 138 60 0.059 0.041 0.065 0.065

Proline P 57 55 152 0.102 0.301 0.034 0.068

Serine S 77 75 143 0.12 0.139 0.125 0.106

Threonine T 83 119 96 0.086 0.108 0.065 0.079


Valine V 106 170 50 0.062 0.048 0.028 0.053


P(alfa) 69 77 57 69 142 151 121 145 98 77 69 57

P(beta) 147 75 55 147 83 37 130 105 93 75 147 75

YSPYAELMRSYG

7P(alfa) = 860

7P(beta) = 800}La región es E-helix




Chou ± Fasman ( 1974): Ejemplo ³YSPYAELMRSYG´ representación


Alanine A 142 83 66 0.06 0.076 0.035 0.058

Arginine R 98 93 95 0.07 0.106 0.099 0.085

Aspartic Acid D 101 54 146 0.147 0.11 0.179 0.081


Glutamic Acid E 151 37 74 0.056 0.06 0.077 0.064

Glutamine Q 111 110 98 0.074 0.098 0.037 0.098

Glycine G 57 75 156 0.102 0.085 0.19 0.152

Histidine H 100 87 95 0.14 0.047 0.093 0.054

Isoleucine I 108 160 47 0.043 0.034 0.013 0.056

Leucine L 121 130 59 0.061 0.025 0.036 0.07

Lysine K 114 74 101 0.055 0.115 0.072 0.095

Methionine M 145 105 60 0.068 0.082 0.014 0.055

Phenylalanine F 113 138 60 0.059 0.041 0.065 0.065

Proline P 57 55 152 0.102 0.301 0.034 0.068

Serine S 77 75 143 0.12 0.139 0.125 0.106

Threonine T 83 119 96 0.086 0.108 0.065 0.079


Valine V 106 170 50 0.062 0.048 0.028 0.053


P(alfa) 69 77 57 69 142 151 121 145 98 77 69 57

P(beta) 147 75 55 147 83 37 130 105 93 75 147 75

YSPYAELMRSYG

--HHHHHHHH --




GOR III ( 1987): Segunda Generación

Este método toma en cuenta la vecindad del

amino ácido

Puede asumirse que si un amino ácido esta

rodeado por residuos que tienen predisposición a

plegarse en forma de al E-helix, el amino ácido

formará parte de la E-helix aunque su

preferencia por ese plegamiento sea muy baja.






amino ácido






Ventana de 17 amino ácidos






amino ácido







Matriz para la predicción de las E-helix






amino ácido








Matriz para la predicción de las F-sheet






amino ácido




formará parte de la E-helix aunque su preferencia

por ese plegamiento sea muy baja.



Matriz para la predicción de las F-sheet

Matriz para la predicción de las F-turn





La predicción del amino ácido aa[j] es

calculada como la suma de los valores de los

aa[j ± 8] amino ácidos anteriores y de los aa[j +

8] amino ácidos posteriores, según su posición

con respecto a aa[j]

La predicción del amino ácido ³R´ (Arginina) para ser parte de un plegamiento E-helix en el

método GOR es la suma de sus 16 vecinos que lo rodean





La predicción del amino ácido aa[j] es

calculada como la suma de los valores de los

aa[j ± 8] amino ácidos anteriores y de los aa[j +

8] amino ácidos posteriores, según su posición

con respecto a aa[j]

GOR V (2002) es la ultima versión del método. 84.000 residuos se usan para calcular sus tablas.

Tablas para varias configuraciones de ventanas Q3 = 72,4% - 73,6% (cuando se midió este indice?)




Tercera Generación: Redes Neuronales

chou y fasman

Documents