Nkeji
1. Okwu Mmalite nke ọgụgụ isi Artificial na Molecular Biology and Genetics: Ọrụ, ókèala, nkwado, ụkpụrụ omume na nzuzo 2. Nyocha usoro DNA/RNA: Nhazi, Motif, Frame Reading Open na Basic Bioinformatics 3. Ntụgharị asụsụ dị iche iche: Ọrịa nje sitere na VCF, Nhọpụta HGVS, yana akara ACMG 4. Nhazi Protein na AlphaFold: Amụma Ọdịdị Ọgụgụ, akara ntụkwasị obi, na nkwado 5. Nkwado imewe CRISPR: Nhọrọ gRNA, Nwepu-Ezubere, yana Nnwale nnwale 6. Nyocha data Omics: RNA-seq, nkwupụta, ọnụ ọgụgụ na nkwalite ụzọ 7. Nyochaa akwụkwọ na ọdịde sayensị: Nnwale isi mmalite na ihe egwu dị n'okwu ụgha 8. Nkọwa ụlọ ọgwụ: mkpesa, nnabata ndị ọkachamara, nkwado na oke 9. Ịdọ aka ná ntị nke nhụsianya na nyocha: mkpụrụ ndụ ihe nketa mebere, usoro, ụdị dị iche iche, na njirimara. 10. Ụkpụrụ, Nzuzo na Nchedo Data: Ọrụ Pụrụ Iche nke Data Genetic 11. Ikpe ngwụcha ruo ngwụcha: Njem dị iche iche site na nchọpụta gaa na mkpesa ụlọ ọgwụ
Nkeji 4 / 11

Nhazi Protein na AlphaFold: Amụma Ọdịdị Ọgụgụ, akara ntụkwasị obi, na nkwado

Uru:

  • N'inwe ike ịghọta ọrụ AlphaFold, ọnụ ọgụgụ ntụkwasị obi dịka pLDDT na PAE, yana na nhazi bụ 'amụma', wee jiri ọgụgụ isi na-akọwa usoro ahụ nke ọma.
  • Ikike ịmata mpaghara nwere ọnụ ọgụgụ ntụkwasị obi dị ala (mgbanwe / na-adịghị agbanwe agbanwe) ma zere ịkọwapụta karịa ma jiri ya tụnyere ihe akaebe nnwale.
  • Ikike itinye ịdọ aka ná ntị nke ọgwụgwọ amụma nhazi dị ka echiche na ijikọ nzọrọ ọrụ na nkwenye nnwale.

Iji ghọta ihe protein na-eme, ọ na-adịkarị mkpa ịmara usoro apịaji nke akụkụ atọ ya; n'ihi na ọrụ na-esite na nhazi. Ruo ọtụtụ iri afọ, iji nnwale chọpụta nhazi protein (X-ray crystallography, cryo-electron microscopy) ga-ewe ọnwa ruo ọtụtụ afọ. AlphaFold (usoro ọgụgụ isi wuru ewu nke DeepMind mepụtara nke na-ebu amụma nhazi protein sitere na usoro amino acid) belatara nke a na nkeji ma mee ka ihe owuwu buru amụma nke narị nde nde protein n'ihu ọha. N'ime nkeji a, ị ga-amụta ka esi agụ mmepụta AlphaFold, ka esi akọwa akara ntụkwasị obi, yana otu esi eji LLM n'enweghị nsogbu na nkọwa a.

Ọdịiche dị oke egwu: AlphaFold bụ ngwa amụma amụma na mmepụta ya bụ amụma, ọ bụghị eziokwu nnwale. LLM (ụdị nkata dị ka ChatGPT) abụghị AlphaFold n'onwe ya; Ọ nweghị ike "icheta" nhazi nke protein. Jiri LLM ịkọwa na kọwaa mmepụta AlphaFold; weghachite usoro n'onwe ya na nchekwa data AlphaFold ma ọ bụ ngwaọrụ.

Echiche ndị bụ isi

  • Nhazi nke izizi: Usoro Amino acid (agbụ akwụkwọ ozi nke protein).
  • Nhazi nke abụọ/ọkara: Helix (alpha-helix), mpempe akwụkwọ (beta-sheet) na mpịachi akụkụ atọ nke yinye.
  • pLDDT: Akara ntụkwasị obi mpaghara AlphaFold maka amino acid nke ọ bụla, sitere na 0 ruo 100. 90+ pụtara ntụkwasị obi dị oke elu, 70-90 pụtara ezigbo, 50-70 pụtara ala, na n'okpuru 50 pụtara ntụkwasị obi dị ala. Mpaghara pLDDT dị ala na-abụkarị mpaghara "enweghi nsogbu" (na-enweghị mpịaji dị iche).
  • PAE (Njehie Nkwekọrịta Amụma): Njehie buru amụma na ọnọdụ ikwu nke mpaghara abụọ; Ọ na-egosi otú a pụrụ ịdabere na ntinye nke ngalaba na-adabere na ibe ya.
  • PDB: Ebe nchekwa data na usoro faịlụ nke echekwara nhazi protein nnwale.

Ịgụ mmepụta AlphaFold: nzọụkwụ site nzọụkwụ

1. Họrọ protein ziri ezi na usoro. Chọpụta protein na UniProt (data data nchekwa data); Chọta usoro nwere nọmba a na nchekwa data AlphaFold.

2. Lee anya na map pLDDT. Hụ akụkụ nke usoro a na-ebu amụma na ntụkwasị obi dị elu (acha anụnụ anụnụ) na nke a na-ebu amụma na ntụkwasị obi dị ala (oroma / odo). Kpachara anya maka ịza ajụjụ na mpaghara ntụkwasị obi dị ala.

3. Gụọ chaatị PAE. PAE na-egosi ma nhazi nke ngalaba na protein ọtụtụ ngalaba nwere ntụkwasị obi. A elu PAE pụtara na ikwu ọnọdụ nke ubi bụ ejighị n'aka.

4. Tụlee ihe owuwu nnwale. Dakọtara usoro nnwale na PDB ma ọ bụrụ na ọ dị. Ọ bụrụ amụma AlphaFold dị nso na nnwale, ntụkwasị obi gị na-abawanye.

5. Kọwaa mmetụta dị iche iche. Mgbe ị na-akọwa mmetụta nke mgbanwe amino acid na nhazi ahụ, tụlee pLDDT na mkpa ọrụ nke mpaghara ahụ ọnụ (saịtị na-arụ ọrụ, akpa akpa).

NDỤMỌDỤ: PLDDT dị ala anaghị apụta mgbe niile "echiche na-ezighi ezi"; Ọ na-abụkarị ihe na-egosi na mpaghara ahụ nwere ọgba aghara n'ezie. Ya mere inwe obi ike dị ala mgbe ụfọdụ na-egosipụta ezi eziokwu dị ndụ. Ọzọkwa lelee usoro ahụ site na iji ngwa amụma na-ezighi ezi iji mata nke a.

Obere ikpe atọ

Ikpe 1 - Ịkọwapụta mpaghara ntụkwasị obi dị ala. Otu nwa akwụkwọ kwuru na "loop" na nhazi AlphaFold dabara na otu akpa, AI gosipụtara nke a. Otú ọ dị, mgbe nwa akwụkwọ ahụ lere anya na pLDDT, ọ hụrụ na akara nke stitch ahụ bụ 42 (dị ala); ya mere ọnọdụ ya enweghị ntụkwasị obi. Ewepụrụ ebubo ahụ. Ihe nkuzi: lelee akara ntụkwasị obi mpaghara tupu ịza ajụjụ.

Ikpe 2 - nhazi nhazi. Otu onye nyocha jụrụ LLM nhazi 3D nke otu amino acid nke protein; LLM nyere ọnụọgụ nkwenye n'ebe atọ. Mgbe onye nyocha ahụ tụnyere ha na nhazi n'ezie na faịlụ AlphaFold PDB, ọ hụrụ na a kpụrụ ha kpamkpam. LLM enweghị ike "icheta" nhazi; a ga-agụrịrị nhazi site na faịlụ ahụ.

Ikpe 3 - Nkwenye nwetara. Otu nwa akwụkwọ PhD nọ na-eche ma otu variant (p.Gly12Val) dị nso na saịtị protein na-arụ ọrụ. YZ chetara na akọwapụtala ihe fọdụrụ saịtị na-arụ ọrụ na UniProt; Nwa akwụkwọ ahụ meghere UniProt wee chọta saịtị na-arụ ọrụ, wee tụọ ya na onye na-ekiri ihe (PyMOL) na Gly12 bụ 8 angstroms dịpụrụ na saịtị a na nhazi AlphaFold. Ọnụọgụ ọnụọgụgụ gụnyere ihe a na-ekwu " nso".

Ọmụmaatụ: ịgụ pLDDT site na faịlụ nhazi

# Na faịlụ AlphaFold PDB, echekwara pLDDT na kọlụm ihe B. si Bio.PDB mbubata PDBParserimport numpy dị ka npyapi = PDBParser (QUIET = Ezi) .get_structure ("AF", "AF-P04637-F1.pdb")plddt = [atom.bfactor maka atọm na structure.get_atoms () ma ọ bụrụ na atom.name == "Ankezi] LD ("CA")D. okirikiri (np.mean (plddt), 1)) bipụta ("Obere ntụkwasị obi (<70) ọnụego fọdụrụ (%):", gburugburu (100 * np.mean (np.array (plddt) <70), 1))

Nke a na-enye gị ohere ịhụ ọnụọgụgụ n'ozuzu ntụkwasị obi nke nhazi ahụ tupu ịza ajụjụ.

Ndebiri anọ enwere ike iṅomi

1) Nkọwa nhazi (jiri akara ntụkwasị obi):

Ọrụ gị: onye nnyemaaka biology structural. Nyere m aka ịkọwa nhazi AlphaFold nke protein UniProt [nọmba]. Zaa ajụjụ ndị a mana nhazi / akara FITTING: kedu mpaghara anyị na-atụ anya elu / ala pLDDT, kedu ihe PAE na-egosi, enwere usoro nnwale (PDB), kedu ka m ga-esi atụnyere? M ga-agụ ụkpụrụ sitere na faịlụ ahụ.

2) Mmetụta ụdị dị iche iche:

Nyere m aka ịkọwa mmetụta nwere ike nke ụdị dị iche iche a na nhazi protein: [p. Nye m ihe akaebe m ga-achọ kama ịsị "na-emebi ihe".

3) nkọwa pLDDT/PAE:

Jiri ọmụmaatụ kọwaa ọdịiche dị n'etiti pLDDT na PAE, nke m kwesịrị ileba anya na mgbe na nyocha dị iche iche. Tụlee ikpe protein otu ngalaba na ọtụtụ ngalaba iche iche.

4) Atụmatụ ntụnyere nhazi:

Achọrọ m iji amụma AlfaFold tụnyere usoro PDB nnwale. Otu esi agbakọ RMSD (pụtara ngbanwe n'etiti ihe owuwu), kedu ngwa ọrụ m ga-eji (PyMOL, Biopython), kedu ọnụ ụzọ dị ka “nchịkọta dị mma”? Nye usoro nzọụkwụ site na nzọụkwụ.

Ngwa ngwa adịghị ike / Ike siri ike

Adịghị ike: "Depụta usoro nke protein a ma kwuo mmetụta nke p.Arg273His."

Nsogbu: LLM enweghị ike ise nhazi nhazi / dabara adaba; A naghị etinye akara ntụkwasị obi; Nzọrọ nke mmetụta doro anya agaghị abụ ihe ndabere.

Ike: "Ebudata m AlphaFold build maka UniProt P04637 n'onwe m. N'ileghachi anya na pLDDT nke p.Arg273 ihe fọdụrụ ya na nkọwa ya na-arụ ọrụ na UniProt, gwa m nzọụkwụ site nzọụkwụ otu m ga-esi akọwa mmetụta ya; nye m ihe akaebe m ga-achọ kama ịza ajụjụ doro anya."

Ihe mere o ji dị ike: A na-ewepụta usoro ahụ site na isi iyi, a na-etinye akara ntụkwasị obi na etiti, a na-ejikọta nkwupụta ahụ na ihe akaebe.

Ajụjụ

AlphaFold ọ na-ebuga?

Ebe/otu esi akwado

Amụma mpịaji 3D

Ee

AlphaFold DB / faịlụ

ntụkwasị obi obodo

Ee (plDDT)

kọlụm ihe B

Interdomain ọnọdụ

Ee (PAE)

chaatị PAE

Nnwale n'ezie Ọdịdị

mba

PDB (nnwale)

Kpọmkwem mmetụta ọrụ nke ụdị dị iche iche

mba

Ọmụmụ ihe na-arụ ọrụ + ọkachamara

Mmejọ ndị nkịtị

  • Na-amafe akara ntụkwasị obi. Nkọwa na mpaghara pLDDT dị ala enweghị ntụkwasị obi.
  • Imehie amụma maka eziokwu pụtara ìhè. Mpụta AlphaFold bụ atụmatụ; Mkpebi ndị dị mkpa chọrọ ihe akaebe pụtara ìhè.
  • Na-arịọ maka nhazi site na LLM. A na-agụ nhazi site na faịlụ ahụ, ọ bụghị n'isi.
  • Na-eleghara PAE anya. Na protein multidomain, ọnọdụ ikwu nke ngalaba nwere ike ịbụ ihe a na-ejighị n'aka.
  • Ngwa ngwa na-atụle ntụkwasị obi dị ala dị ka "mmejọ". Mgbe ụfọdụ, ebe ahụ anaghị akwụ ọtọ.
Akpachara anya: AlphaFold na-ewulite ihe onyonyo “dị static”; Cheta na ndị na-edozi ahụ bụ n'ezie molikula mkpanaaka nke nwere ike ịbanye n'ọtụtụ nhazi. Ọ dịghị otu ihe owuwu na-egosipụta n'ụzọ zuru ezu àgwà ike.

Omimi: Ebe AlphaFold dị jụụ n'usoro

AlphaFold dị ike, mana ịmara ihe ọ na-enweghị ike ime bụ ọkara agha iji ya n'enweghị nsogbu. Nke mbụ, ọkọlọtọ AlphaFold na-atụgharị otu protein na mbara igwe; Ọ naghị egosipụta ligands, ion, cofactors na ụmụ irighiri ọgwụ. Ion zinc dị na saịtị na-arụ ọrụ nke enzyme ma ọ bụ mkpụrụ anaghị apụta na nhazi ahụ; Ya mere, okwu dị ka "akpa uwe a tọgbọ chakoo, adịghị arụ ọrụ" nwere ike iduhie. Nke abụọ, ọ naghị egosipụta mmetụta nke mutation ozugbo: ọ bụrụgodị na ị webata ụdị abụọ dị nso n'otu usoro, AlphaFold na-emepụta ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ otu usoro ahụ; Ị nweghị ike igosi nkwupụta ahụ "iche a na-emebi usoro ahụ" site n'ịtụle amụma abụọ sitere na AlphaFold. Nke atọ, ọ naghị eburu n'uche mgbanwe mgbanwe ntụgharị (dị ka phosphorylation, glycosylation) na gburugburu ebe obibi nke protein n'ime akpụkpọ ahụ.

Isi okwu: otu ndị otu kwuru site na onyonyo AlphaFold na variant dị nso na akpa akpa ATP na kinase enzyme "na-emechi akpa ahụ"; ikike ọgụgụ isi kwadoro. Mgbe emepere ihe owuwu kristal nnwale (PDB), ọ pụtara na onye na-emekọ ihe na mpaghara ahụ nke AlphaFold na-emebeghị ka ọ na-akpụzi akpa ahụ - mmetụta dị iche iche sitere na usoro dị iche kpamkpam. Ikpe nke abụọ: onye nyocha chere na "loop" dị n'etiti ubi abụọ jikọtara ogige abụọ ahụ; Maapụ PAE gosipụtara njehie dị elu (ọnọdụ ikwu na-edoghị anya) n'etiti mpaghara abụọ ahụ, yabụ nkwupụta njikọ enweghị ntọala. Ịgụ PAE gbochiri akụkọ usoro na-ezighi ezi.

5) ndebiri njikwa oke ala AlphaFold:

Tupu ịtụle nkwuputa nhazi nke a, depụta oke nke AlphaFold na-abata n'ime ajụjụ a: [na-ekwu]. Gwa m ihe akaebe ọzọ (nhazi nnwale, ọmụmụ ọrụ) achọrọ m, ọkachasị n'ihe gbasara ụkọ ligand / ion / cofactor, enweghị mmụgharị mmụgharị, na ejighị n'aka PAE.

Na nchịkọta

  • AlphaFold bụ ngwá ọrụ dị ike nke na-ebu amụma nhazi site na usoro, mana mmepụta ya bụ ntule; kwesịrị ịgụkọ ọnụ na ọnụ ọgụgụ obi ike.
  • pLDDT na-egosi ntụkwasị obi mpaghara, PAE na-egosi ntụkwasị obi ebe obe; Lelee ha abụọ tupu ịza ajụjụ.
  • LLM enweghị ike "icheta" nhazi ma ọ bụ nhazi; nweta nhazi site na AlphaFold/PDB, jiri LLM na nkọwa.
  • Ihe akaebe pụtara ìhè na mkpebi ndị ọkachamara dị mkpa na mkpebi siri ike.

Ọrụ ngwa

Budata nhazi AlphaFold nke protein (dịka ọmụmaatụ, ihe mgbochi tumor nke amụrụ nke ọma) site na nọmba UniProt. Jiri snippet koodu dị n'elu gbakọọ nkezi plDDT na oke nchekwa dị ala. Họrọ ụdị dị iche iche wee jụọ AI maka atụmatụ nkọwa ya na ndebiri nke abụọ; Lelee nkọwapụta pLDDT na UniProt nke ihe fọdụrụ n'onwe gị. Kechie nkwuputa gị na uru ntụkwasị obi ọnụọgụ.

ndetu

  • [] Enwetara m usoro ahụ site na AlphaFold/PDB nwere nọmba UniProt.
  • [ ] Agụrụ m pLDDT na PAE tupu ịza ajụjụ.
  • [ ] Ajụrụghị m LLM ka o mebere nhazi/akara ngosi.
  • [] Ejikọtara m nkọwa dị iche iche na akara ntụkwasị obi nke ihe fọdụrụ kwekọrọ.
  • [] Eji m ya tụnyere usoro nnwale, ọ bụrụ na ọ dị.
  • [] M kwadoro mkpebi ahụ dị oke egwu site na mkpebi ndị ọkachamara na ihe akaebe doro anya.
Nke gara aga Na-esote