PyMod 2.0
Son Hoang Nguyen – 408779
29.10.2018
Obsah
 PyMod 2.0
 Požadavky
 Instalace
 BLAST a PSI-BLAST
 MUSCLE
 ClustalW a Clustal Omega
 WebLogo 3
 ESPript 3.0
 CAMPO
 PSIPRED
 MODELLER a SALIGN
 DOPE
PyMod 2.0
 Giacomo Janson, Chengxin Zhang, Maria Giulia
Prado, Alessandro Paiardini
 Kolekce nástrojů pro analýzu proteinových sekvencí a
struktur
 Rozšiřuje PyMOL
 open-source
Požadavky PyMOD 2.0
 https://github.com/pymodproject/pymod/releases
 PyMOL (0.99+)
 Python 2 https://www.python.org/downloads/
 PWM https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#pymol
 Numpy+MKL https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#numpy
 BioPython
https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#biopython
 Modeller
https://salilab.org/modeller/download_installation.html
Instalace
1. Nainstalujete Python 2 – třeba Python 2.7.15 [1.11.2018]
2. Nastavte proměnné prostředí (nepovinné, ale doporučováno)
1. Pozor pokud máte nainstalováno i Python 3, používejte příkaz pip2.
3. Aktualizujte pip, příkaz: pip2 install --upgrade pip
4. Nainstalujte balíčky Pmw a Numpy+MKL (1.14.6 je stabilnější)
1. Na semináři bylo řečeno, že lze nainstalovat numpy z repozitáře.
Základní numpy není pymolem podporováno. Musí se použít balík intel-numpy,
ale i tak nebude fungovat Pymod.
Proto radši používejte balíky z https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs.
5. Nainstalujte Pymol
6. Nainstalujte Modeller (nutná registrace, akademická licence je zdarma)
Instalace
7. Stáhněte si pymod a rozbalte zip soubor (v něm bude install_all.py)
8. Spusťte pymol a spusťte skript install_all.py (menu File → Run...)
9. Restartujte pymol
10. Nyní můžete pracovat s pymodem
BLAST a PSI-BLAST
 Basic local alignment search tool
 Position-Specific Iterative BLAST
 Existuje několik serverů, např:
 https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi
 Jeden z nejpoužívanějších bioinformatických nástrojů
 Umožňuje porovnávat a vyhledávat proteinové a nukleotidové sekvence
 PSI-BLAST umožňuje vyhledávat vzdáleně podobné sekvence
 Nejdříve vyhledá podobné sekvence a na ty pak opět aplikuje BLAST
BLAST a PSI-BLAST
 Heuristický algoritmus
 E-Value (expectation value)
 Nám říká jako je pravděpodobnost, že podobnost sekvencí je
dána náhodou.
 Čím menší, tím spolehlivější data získáme.
MUSCLE
 MUltiple Sequence Comparison by Log-Expectation
 https://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/muscle/
 Významně rychlejší než Clustal
 Může ale nemusí dávat lepší výsledky než Clustal
ClustalW a Clustal Omega
 Mnohonásobné sekvenční přiložení
 https://www.ebi.ac.uk/Tools/msa/clustalo/
 Existuje několik verzí
 Nejpoužívanější je Clustal Omega
 Clustal2 je novější implementace ClustalW
WebLogo 3
 Grafické zobrazení mnohonásobného zarovnání
 http://weblogo.threeplusone.com/
ESPript 3.0
 Easy Sequencing in PostScrip
 http://espript.ibcp.fr/ESPript/ESPript/
CAMPO
 Analýza konzervovaných oblastí z mnohonásobných
přiložení
 http://schubert.bio.uniroma1.it/campo.html
 Součást Pymodu
PSIPRED
 PSI-blast based secondary structure PREDiction
 http://bioinf.cs.ucl.ac.uk/psipred/
 Umělá neuronová síť a strojové učení
 Umožňuje předpovídat sekundární struktury proteinů
 Přesnost je kolem 80 % a stále se zvyšuje
MODELLER a SALIGN
 Komerční (akademická licence je zdarma)
 Homologní modelování – pomocí sekvence, která má
experimentálně dokázanou strukturu, vytvoří ze
sekvence k ní zarovnané 3d model
 https://salilab.org/modeller/
 https://modbase.compbio.ucsf.edu/salign/
 Salign je plugin pro Modeller, umožňuje optimalizaci
DOPE
 Discrete Optimized Protein Energy
 Umožňuje nám posoudit, jak spolehlivě je část dané sekvence
zmodelována
 Čím menší, tím spolehlivější; smyčky se modelují špatně, a
proto mají často vysoké skóre
 Spočítá se jako funkce (statistický potenciál), která závisí na
vzdáleností jednotlivých neinteragujících atomů v homogenní
sféře, jejíž poloměr se spočítá z dat získaných z dokázaných
experimentálních struktur
 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2242414
 Součást MODELLERu
Zdroje
 https://academic.oup.com/bioinformatics/article/33/3/444/2568608
 https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi
 http://www.drive5.com/muscle/
 http://www.clustal.org/
 http://weblogo.threeplusone.com/
 http://espript.ibcp.fr/ESPript/ESPript/
 http://schubert.bio.uniroma1.it/campo.html
 http://bioinf.cs.ucl.ac.uk/psipred/
 https://salilab.org/modeller/
 https://modbase.compbio.ucsf.edu/salign/