Protein
altünite-altünite etkileşimlerinin (AAE) belirlenmesi, proteinlerin fonksiyonel
ve yapısal rollerinin anlaşılmasında önemli bir adımdır. MirrorTree, etkileşen
proteinlerin birlikte-evrimi prensibine dayanan, bir AAE tahmin yöntemidir.
Ancak bu yöntem, AAE tahmin etmek için karşılaştırılan iki protein homolog
kümesindeki taksonomik çeşitliliğe ve evrimsel açıklığa duyarlıdır. Bu
çalışmada Taksonomik Çeşitliliğe Dayalı Protein Altünite Etkileşimi Tahmini
(TAXDIP) olarak adlandırılan MirrorTree tabanlı yeni bir protein AAE tahmin
yöntemi önermekteyiz. TAXDIP, iki protein homolog kümesini karşılaştırmadan önce,
bunlarda daha yüksek düzeydeki taksonomik sıraların (ör. Tür yerine Aile)
temsil edilmesini destekleyen bir örnekleme adımı ekleyerek, protein homolog
kümeleri içindeki evrimsel kapsamın artmasını sağlar. TAXDIP öncelikle deneysel
olarak doğrulanmış 6.514 pozitif (etkileşimli) altünite çiftini ve aynı sayıda,
bilinen etkileşimleri olmayan, rastgele oluşturulmuş negatif (etkileşmeyen)
altünite çiftini içeren bir küme kullanılarak değerlendirildi. TAXDIP bu kümede
%71,0 duyarlılık ve %63,0 özgüllük elde etti. Daha sonra, TAXDIP'in
performansının ME ve RDFF adlı AAE tahmin yöntemiyle karşılaştırılması için,
500 etkileşimli ve 500 etkileşmeyen altünite çiftini içeren, bir kıyaslama
kümesi kullanıldı. TAXDIP RDFF’den daha iyi duyarlılık ve özgüllük gösterdi.
TAXDIP’in duyarlılığı ME’den daha iyi olsa da, özgüllüğü ME’nin altında kaldı.
Sonuç olarak, TAXDIP göstermiş olduğu performansla mevcut tahmin yöntemlerine
uygun bir alternatiftir. Ayrıca, TAXDIP’in diğer tahmin yöntemleriyle örtüşen
ve dahası onları tamamlayan doğru AAE tahminleri, onu birçok yöntemi bir araya
getiren bir meta-AAE tahmin yönteminin parçası olma konusunda güçlü bir konuma
getirmektedir.
Identification of protein domain-domain
interactions (DDIs) is an essential step in understanding proteins’ functional
and structural roles. MirrorTree is a DDI prediction method that is based on
the principle of interacting proteins’ co-evolution. However, this method is
sensitive to taxonomic diversity and evolutionary span within the two protein
homolog sets compared to predict DDI. In this work, we propose a new
MirrorTree-based DDI prediction method, namely Taxonomic Diversity-based Domain
Interaction Prediction (TAXDIP). TAXDIP improves the MirrorTree method by
adding a sampling step that favors representation of higher-level taxonomic
ranks (e.g. family over species) in two protein homolog sets prior to their
comparison. This additional step ensures increased evolutionary span within
protein homolog sets. TAXDIP is first assessed using a set containing 6,514
positive (interacting) domain pairs and a negative (non-interacting) set of
equal size containing randomly generated domain pairs with no known
interactions. TAXDIP achieved 71.0% sensitivity and 63.0% specificity on this
set. Next, a benchmark-set containing
500 interacting and 500 non-interacting domain pairs is used to compare the
performance of TAXDIP against DDI prediction methods ME and RDFF. TAXDIP showed better sensitivity and
specificity than RDFF. While TAXDIP’s sensitivity is better than ME, its
specificity remained below ME. In conclusion, TAXDIP, with its performance, is
a viable alternative to existing prediction methods. Furthermore, given
TAXDIP’s true predictions are overlapping with, and furthermore, complementing
other DDI prediction methods, TAXDIP has a strong position in becoming part of
a meta-DDI prediction method that combines multiple methods to build a
consensus prediction.
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Engineering |
Journal Section | Research Article |
Authors | |
Publication Date | April 22, 2019 |
Published in Issue | Year 2019 Volume: 25 Issue: 2 |