• 제목/요약/키워드: Domain combination pair

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도메인 조합 기반 단백질-단백질 상호작용 확률 예측 틀 (A Domain Combination-based Probabilistic Framework for Protein-Protein Interaction Prediction)

  • 한동수;서정민;김홍숙;장우혁
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제10권4호
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    • pp.299-308
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    • 2004
  • 최근 단백질 및 도메인과 관련된 방대한 양의 데이타들이 인터넷상에 공표되고 축적됨에 따라, 단백질간의 상호작용에 대한 예측 시스템의 필요성이 제기되고 있다. 본 논문에서는 이러한 데이타를 이용하여 계산적으로 도메인 조합 쌍에 기반하여 단백질의 상호작용 확률을 예측하는 새로운 단백질 상호작용 예측 시스템을 제안한다. 제안된 예측 시스템에서는 기존의 도메인 쌍(domain pair)의 제약성을 극복하기 위하여 도메인 조합(domain combination)과 도메인 조합 쌍(domain combination pair)의 개념이 새롭게 도입하였다. 그리고 도메인 조합 쌍(domain combination pair 또는 dc-pair)을 단백질 상호작용의 기본 단위로 간주하고 예측을 시도한다. 예측 시스템은 크게 예측 준비 과정과 서비스 과정으로 구성되어 있다. 예측 준비 과정에서는 상호작용이 있는 것으로 알려진 단백질 쌍 집합과 상호작용이 없는 것으로 추정되는 단백질 도메인 쌍 집합으로부터 각각 도메인 조합 정보와 그 출현 빈도를 추출한다. 추출된 정보들은 출현 확률 배열(Appearance Probability Matrix 또는 AP matrix)로 불리는 배열 구조에 저장된다. 논문에서는 출현 확률 배열에 기반을 두어, 단백질-단백질 상호작용을 예측하는 확률식 PIP(Primary Interaction Probability)를 고안하고, 고안된 확률식을 이용하여, 상호작용이 있는 것으로 알려진 단백질 쌍 집합과 상호작용이 없는 것으로 추정되는 단백질 도메인 쌍 집합의 확률 값 분포를 생성시킨다. 예측서비스 과정에서는 예측 준비 과정에서 얻어진 분포와 확률식을 이용하여 임의의 단백질 쌍의 상호작용 확률을 계산한다. 예측 모델의 유효성은 효모(yeast)에서 상호작용이 있는 것으로 보고된 단백질 쌍 집합과 상호작용이 없는 것으로 추정되는 단백질 쌍 집합을 이용하여 검증하였다. DIP(Database of Inter-acting Proteins)의 상호작용이 있는 것으로 알려진 효모 단백질 쌍 집합의 80%를 학습 집단으로 사용했을 때, 86%의 sensitivity와 56%의 specificity를 나타내어, 도메인을 기반으로 한 기존의 예측 시스템에 비해서 우월한 예측 정확도를 보여주었다. 이와 같은 예측 정확도의 개선은 본 예측 시스템이 상호작용의 기본 단위로 dc-pair를 채택한 점과 분류를 위하여 새롭게 고안하여 사용한 PIP식이 유효했던 것으로 판단된다.

상호작용 중요도 행렬을 이용한 단백질-단백질 상호작용 예측 (Protein-Protein Interaction Prediction using Interaction Significance Matrix)

  • 장우혁;정석훈;정휘성;현보라;한동수
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제36권10호
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    • pp.851-860
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    • 2009
  • 최근 계산을 통한 단백질 상호작용 예측 기법 중, 단백질 쌍이 포함하고 있는 도메인들 사이의 관계에 중점을 둔 도메인 정보 기반 예측 기법들이 다양하게 제안되고 있다. 하지만, 다수의 도메인 쌍들이 상호작용에 기여하는 정도를 정밀하게 반영하는 계산 기법은 드문 실정이다. 본 논문에서는 단백질 상호작용에 있어 도메인 조합 쌍의 상호작용 영향력을 수치화하여 반영한 상호작용 중요도 행렬을 고안하고 이를 기반으로 한 단백질 상호작용 예측 시스템을 구현한다. 일반적인 도메인 조합 기법과 달리, 상호작용 중요도 행렬에서는 상호작용을 위한 도메인간의 협업 확률이 고려된 Weighted 도메인 조합과, 다수의 Weighted 도메인 조합 중 실제 상호작용 주체가 될 확률을 도메인 조합 쌍의 힘(Domain Combination Pair Power, DCPPW)으로 수치화한다. DIP과 IntAct에서 얻어온 S. cerevisiae의 단백질 상호작용 데이터와 Pfam-A 도메인 정보를 사용한 정확도 검증 결과, 평균 63%의 민감도와 94%의 특이도를 확인하였으며, 학습집단의 증가에 따른 안정적인 예측 정확도 향상을 보였다. 본 논문에서 구현한 예측 시스템과 학습 데이터는 웹(http://code.google.com/p/prespi)을 통하여 내려 받을 수 있다.

도메인 조합 기반 단백질-단백질 상호작용 확률 예측기법 (A Domain Combination Based Probabilistic Framework for Protein-Protein Interaction Prediction)

  • Han, Dong-Soo;Seo, Jung-Min;Kim, Hong-Soog;Jang, Woo-Hyuk
    • 한국생물정보학회:학술대회논문집
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    • 한국생물정보시스템생물학회 2003년도 제2차 연례학술대회 발표논문집
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    • pp.7-16
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    • 2003
  • In this paper, we propose a probabilistic framework to predict the interaction probability of proteins. The notion of domain combination and domain combination pair is newly introduced and the prediction model in the framework takes domain combination pair as a basic unit of protein interactions to overcome the limitations of the conventional domain pair based prediction systems. The framework largely consists of prediction preparation and service stages. In the prediction preparation stage, two appearance pro-bability matrices, which hold information on appearance frequencies of domain combination pairs in the interacting and non-interacting sets of protein pairs, are constructed. Based on the appearance probability matrix, a probability equation is devised. The equation maps a protein pair to a real number in the range of 0 to 1. Two distributions of interacting and non-interacting set of protein pairs are obtained using the equation. In the prediction service stage, the interaction probability of a protein pair is predicted using the distributions and the equation. The validity of the prediction model is evaluated fur the interacting set of protein pairs in Yeast organism and artificially generated non-interacting set of protein pairs. When 80% of the set of interacting protein pairs in DIP database are used as foaming set of interacting protein pairs, very high sensitivity(86%) and specificity(56%) are achieved within our framework.

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도메인 조합 기반 단백질 상호작용 가능성 순위 부여 기법 (Protein Interaction Possibility Ranking Method based on Domain Combination)

  • 한동수;김홍숙;장우혁;이성독
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제11권5호
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    • pp.427-435
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    • 2005
  • 인터넷 상에 단백질 및 관련 데이터의 축적에 따라, 도메인에 기반하여 단백질의 상호작용을 계산적으로 예측하는 많은 기법들이 제안되었다. 그러나, 대부분의 기법들이 예측에서 낮은 정확도와 복수개의 단백질 쌍에 대한 상호작용 가능성들 간에 순위 정보를 제공하지 못하는 등의 한계로 인하여 실무 적용에 한계를 가지고 있다. 본 논문에서는 도메인 조합 기반 단백질 상호작용 예측 기법을 재평가하고 상호작용하는 것으로 예측되는 복수개의 단백질 쌍들에서 이들의 상호작용 가능성들 간에 순위를 부여하는 방법을 제시한다. 순위 부여 방법은 도메인 조합에 기반한 단백질 상호작용 예측 방법의 틀 내에서 확률 식을 고안하여 제시한다. 제시된 순위 부여 기법을 사용함으로써, 상호작용을 하는 것으로 예측된 단백질 쌍들간에 상호작용 가능성이 좀 더 높은 것을 구별해 낼 수 있다. 또한 순위 부여 기법의 검증 과정에서 학습에 사용된 단백질 집단의 PIP(Primary Interaction Probability)값과 일치된 PIP값을 가지는 단백질 쌍 그룹의 경우에는, 상호작용 확률과 예측 정확도 사이에 상관관계가 존재함을 확인할 수 있었다.

Experimental Investigation of Blade-To-Blade Pressure Distribution in Contra-Rotating Axial Flow Pump

  • Cao, Linlin;Watanabe, Satoshi;Honda, Hironori;Yoshimura, Hiroaki;Furukawa, Akinori
    • International Journal of Fluid Machinery and Systems
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    • 제7권4호
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    • pp.130-141
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    • 2014
  • As a high specific speed pump, the contra-rotating axial flow pump with two rotors rotating reversely has been proved with higher hydraulic and cavitation performance, while in our previous researches, the potential interaction between two blade rows was distinctly observed for our prototype rotors designed with equal rotational speed for both front and rear rotors. Based on the theoretical and experimental evidences, a rotational speed optimization methodology was proposed and applied in the design of a new combination of contra-rotating rotors, primarily in expectation of the optimized blade pressure distributions as well as pertinently improved hydraulic performances including cavitation performance. In the present study, given one stationary and two rotating frames in the contra-rotating rotors case, a pressure measurement concept taking account of the revolutions of both front and rear rotors simultaneously was adopted. The casing wall pressure data sampled in time domain was successfully transferred into space domain, by which the ensemble averaged blade-to-blade pressure distributions at the blade tip of two contra-rotating rotors under different operation conditions were studied. It could be seen that the rotor pair with the optimized rotational speed combination as well as work division, shows more reasonable blade-to-blade pressure distribution and well weakened potential interaction. Moreover, combining the loading curves estimated by the measured casing wall pressure, the cavitation performance of the rotor pairs with new rotational speed combination were proved to be superior to those of the prototype pairs.

Establishment of a Binding Assay System for Screening of the Inhibitors of $p56^{lck}$ SH2 Domain

  • Kim, Jyn-Ho;Hur, Eun-Mi;Yun, Yung-Dae
    • BMB Reports
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    • 제31권4호
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    • pp.370-376
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    • 1998
  • Src-Homology 2 (SH2) domains have a capacity to bind phosphotyrosine-containing sequence context and play essential roles in various cellular signaling pathways. Due to the specific nature of the binding between SH2 domains and their counterpart proteins, inhibitors of SID domain binding have drawn extensive attention as a potential candidate for therapeutic agents. Here, we describe the binding assay system to screen for the ligands or blockers of the SH2 domains with an emphasis on the $p56^{lck}$ SH2 domain. In our assay system, SID domains expressed and purified as fusion proteins to Glutathione-S-transferase (GST) were covalently attached to 96-well microtitre plates through amide bond formation, which were subsequently allowed to bind the biotinylated phosphotyrosine (pY)containing synthetic pep tides. The binding of biotinylated pY peptides was detected by the horseradish peroxidase (HRP)-conjugated streptavidin. Using the various combinations of SH2 domain-pY peptides, we observed that: (1) The binding of pY-peptides to its counterpart SH2 domain is concentration-dependent and saturable; (2) The binding is highly specific for a particular combination of SH2 domain-pY peptide pair; and (3) The binding of Lck SH2-cognate pY-peptides is specifically competed by the nonbiotinylated peptides with expected relative affinity. These results indicate that the established assay system detects the SH2-pY peptide interaction with reproducible sensitivity and specificity and is suitable for screening the specific inhibitors of $p56^{lck}$ SH2 function.

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