Research Article

Derin Öğrenme (CNN, RNN, LSTM, GRU) Kullanarak Protein İkincil Yapı Tahmini

Volume: 6 Number: 1 June 28, 2022
EN TR

Derin Öğrenme (CNN, RNN, LSTM, GRU) Kullanarak Protein İkincil Yapı Tahmini

Abstract

Protein, canlı organizmaların biyolojik süreçlerinde çok önemli bir role sahiptir. Proteinin işlevini bilmek, biyoloji ve tıp alanında gelecekteki çalışmalara büyük katkı sağlar. Proteinin fonksiyonunu anlamak için üç boyutlu yapısını anlamak önemlidir. Protein yapısını çözümlemek için X-ışını kristalografisi ve NMR gibi deneysel yöntemler kullanılmasına rağmen, sonuçların yetersiz olduğu kanıtlanmıştır. Bu nedenle, proteinlerin üç boyutlu yapısının tahmini, süreçlerdeki en önemli konulardan biri haline gelmektedir. Birincil yapı olarak bilinen amino asit dizisinden proteinin üç boyutlu şeklinin belirlenmesi zorlu olarak tanımlandığından, ikincil yapının tahmin edilmesi bu konuda önemli bir rol oynamaktadır. Literatürde protein ikincil yapısını tahmin etmek için makine öğrenmesi ve son zamanlarda derin öğrenme gibi birçok yöntem kullanılmıştır. Bu makale, yaygın olarak uygulanan dört derin öğrenme yöntemi olan CNN, RNN, LSTM ve GRU kullanılarak geliştirilen modellerin performanslarının bir karşılaştırmasını sağlamayı amaçlamaktadır. Bu modellerin eğitimi ve test edilmesi amacıyla CB513 veri seti kullanılmış, buna ek olarak doğruluk, f1 skoru, doğruluk ve kesinlik gibi performans değerlendirme ölçütleri uygulanmıştır. CNN, RNN, LSTM ve GRU modellerinin doğruluk oranları sırasıyla %82,54, %82,06, %81,1 ve %81,48’dir.

Keywords

References

  1. Allison, L. A. (2007). From gene to protein. In Fundamental Molecular Biology (1. Baskı). Blackwell Publishing. google scholar
  2. Altschul, S. F., Madden, T. L., Schaffer, A. A., Zhang, J., Zhang, Z, Miller, W., & Lipman, D. J. (1997). Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs. Nucleic Acids Research, 25(17), 3389-3402. https://doi.org/10.1093/nar/25.17.3389 google scholar
  3. Aydin, Z., Kaynar, O., & Görmez, Y. (2018). Comparison of NR and UniClust databases for protein secondary structure prediction. 2018 26th Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU), 1-4. https://doi.org/10.1109/SIU.2018.8404285 google scholar
  4. Baldi, P., Brunak, S., Frasconi, P., Soda, G., & Pollastri, G. (1999). Exploiting the past and the future in protein secondary structure prediction. Bioinformatics, 15(11). https://doi.org/10.1093/bioinformatics/15.11.937 google scholar
  5. Branden, C. I., & Tooze, J. (2012). Introduction to Protein Structure. In Introduction to Protein Structure. https://doi.org/10.1201/9781136969898 google scholar
  6. Chen, C., Tian, Y., Zou, X., Cai, P., & Mo, J. (2007). Prediction of protein secondary structure content using support vector machine. Talanta. https://doi. org/10.1016/j.talanta.2006.09.015 google scholar
  7. Chou, P. Y., & Fasman, G. D. (1974). Prediction of Protein Conformation. Biochemistry. https://doi.org/10.1021/bi00699a002 google scholar
  8. Colab. (n.d.). Retrieved from https://research.google.com/colaboratory/intl/tr/faq.html google scholar

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

-

Journal Section

Research Article

Publication Date

June 28, 2022

Submission Date

October 11, 2021

Acceptance Date

March 14, 2022

Published in Issue

Year 2022 Volume: 6 Number: 1

APA
Çakmak, E., & Selvi, İ. H. (2022). Derin Öğrenme (CNN, RNN, LSTM, GRU) Kullanarak Protein İkincil Yapı Tahmini. Acta Infologica, 6(1), 43-52. https://doi.org/10.26650/acin.1008075
AMA
1.Çakmak E, Selvi İH. Derin Öğrenme (CNN, RNN, LSTM, GRU) Kullanarak Protein İkincil Yapı Tahmini. ACIN. 2022;6(1):43-52. doi:10.26650/acin.1008075
Chicago
Çakmak, Ezgi, and İhsan Hakan Selvi. 2022. “Derin Öğrenme (CNN, RNN, LSTM, GRU) Kullanarak Protein İkincil Yapı Tahmini”. Acta Infologica 6 (1): 43-52. https://doi.org/10.26650/acin.1008075.
EndNote
Çakmak E, Selvi İH (June 1, 2022) Derin Öğrenme (CNN, RNN, LSTM, GRU) Kullanarak Protein İkincil Yapı Tahmini. Acta Infologica 6 1 43–52.
IEEE
[1]E. Çakmak and İ. H. Selvi, “Derin Öğrenme (CNN, RNN, LSTM, GRU) Kullanarak Protein İkincil Yapı Tahmini”, ACIN, vol. 6, no. 1, pp. 43–52, June 2022, doi: 10.26650/acin.1008075.
ISNAD
Çakmak, Ezgi - Selvi, İhsan Hakan. “Derin Öğrenme (CNN, RNN, LSTM, GRU) Kullanarak Protein İkincil Yapı Tahmini”. Acta Infologica 6/1 (June 1, 2022): 43-52. https://doi.org/10.26650/acin.1008075.
JAMA
1.Çakmak E, Selvi İH. Derin Öğrenme (CNN, RNN, LSTM, GRU) Kullanarak Protein İkincil Yapı Tahmini. ACIN. 2022;6:43–52.
MLA
Çakmak, Ezgi, and İhsan Hakan Selvi. “Derin Öğrenme (CNN, RNN, LSTM, GRU) Kullanarak Protein İkincil Yapı Tahmini”. Acta Infologica, vol. 6, no. 1, June 2022, pp. 43-52, doi:10.26650/acin.1008075.
Vancouver
1.Ezgi Çakmak, İhsan Hakan Selvi. Derin Öğrenme (CNN, RNN, LSTM, GRU) Kullanarak Protein İkincil Yapı Tahmini. ACIN. 2022 Jun. 1;6(1):43-52. doi:10.26650/acin.1008075