Фюъѓьхэђ тчџђ шч ъ§јр яюшёъютющ ьрјшэћ. Рф№хё ю№шушэрыќэюую фюъѓьхэђр : http://storage.bioinf.fbb.msu.ru/~roman/mol_biol_rus_2006.pdf
Фрђр шчьхэхэшџ: Tue May 2 13:04:56 2006
Фрђр шэфхъёш№ютрэшџ: Sat Feb 2 21:55:44 2013
Ъюфш№ютър: ISO8859-5

ѕљѓцєќѓ?њїд? е№љѓљй№?, 2006, ъуп 40, < 3, т. 541-545

ѕд§цѕд§№?цћєд? № ћ№ћ§цѕїд? е№љѓљй№?
ќсє 577.1

зцњљ?§їљћ§ї?ђ ѕц§љс јњцсћєдёдї№? §њдїћѕцѕењдїї?џ ќ?дћ§єљз јљ ѕїљьцћ§зцїїљѕќ з?њдзї№здї№? дѕ№їљє№ћѓљ§ї?џ јљћѓцсљзд§цѓ?їљћ§цђ
? 2006 ,,. њ. д. ћыъуплм1*, д. д. ѕлуму,1,
1 2№мтълъыъ 2, 3

йутытъ,вммРи мы~мРи ^вмъ "йутї№№,,вмвълн", ѕутн,, 117545 фуЧовп фвв~л лмщуп^лл њуттлитнуи нвплл мын, ѕутн,, 127994 3ўныоШъвъ Члулмщупълнл л Члулмквмвлл ѕутну,тну,,у ,,утытъ,вмму,,у ымл,втлъвъ лп. ѕ.з. ѓупумуту,, ѕутн,, 119992
јутъыфло , вн^л 25.01.2006 ,,.

јвтнбмлв фуоуквмли пвпЧммРi ы~тъну, м футову,ъвоШмутъfli пвпЧммРi Чвону, - ,му лб,втъмfl л, Чвбытоу,му, ,кмfl б~, ъу~мутъШ в?вмлfl нуъууи пвъупл, мв лтфуоШбылпл ,,упуоу,,л~му,,у фултн фу уфуомлъвоШмупы Чмны ммРi, пуквъ ЧРъШ ыоы~?вм. з ммуи уЧотъл уывътfl мвi,ън ъвтъу,Рi ммРi лб-б поу,,у уЧвп воШмРi тъынъымРi ммРi фу пвпЧммРп Чвонп. з ммуи Чуъв тщуплу,м ъвтъу,fl ,РЧун тъынъымРi ,Р,мл,мли пвпЧммРi Чвону,, бпвън нуъуРi fl,оflвътfl ту,,оту,млвп лмщуп^лл уЧ лб,втъмРi ъвiпвмРi тъынъыi, ,iуflлi , ,Р,мл,млfl плмунлтоуъмРi футову,ъвоШмутъви Чвону,. јво,,вътfl пвъу фвтнбмлfl пвпЧммуи бпвънл ,Р,мл,млfl, лтфуоШбыли о,,улъп Forward-backward лб ъвулл тнРъРi пну,тнлi пувови. ѕвъу фуб,уоflвъ мв ъуоШну фвтнбР,ъШ фуоуквмлfl пвпЧммРi ы~тъну,, му л щуплу,ъШ ,вуflъмутъмРи пвпЧммРи фущлоШ, нуъуРи пуквъ ЧРъШ лтфуоШбу,м , оШмви?вп , пвъуi пмуквтъ,вмму,,у ,Р,мл,млfl, ы~лъР,лi лмщуп^л у ,ъул~муи тъынъыв футову,ъвоШмутъви. ѕвъу волбу,м , нупфШъвмуи фу,,ппв, утъыфмуи , Internet фу вты http://bioinf.fbb.msu.ru/fwdbck/. јвоуквммРи пвъу въ вбыоШъъР, оы~?лв, ~вп пвъу MEMSAT, fl,оflлитfl ~ыъШ ол мв влмтъ,вммРп пвъууп фвтнбмлfl пвпЧммуи бпвънл пмуквтъ,вмму,,у ,Р,мл,млfl Чвб лтфуоШбу,млfl ,,упуоу,,л~му,,у фултн. єо~в,Рв тоу,: пвпЧммРи Чвоун, фвтнбмлв ,ъул~муи тъынъыР, тнРъРв пну,тнлв пувол, о,,улъп forward-backward, ,вуflъмутъмРи пвпЧммРи фущлоШ, ъвтъу,fl ,РЧун. MEMBRANE PROBABILITY PROFILE CONSTRUCTION BASED ON AMINO ACIDS SEQUENCES MULTIPLE ALIGNMENT, by R. A. Sutormin1*, A. A. Mironov1, 2, 3 (1State Scientific Center GosNIIGenetika, Moscow, 113545 Russia, *e-mail: sutor_ra@mail.ru; 2Institute for Information Transmission Problems, Moscow, 127994 Russia; 3Department of Bioengineering and Bioinformatics, Lomonosov Moscow State University, Moscow, 119992 Russia). Prediction of membrane segments in sequences of membrane proteins is well known and important problem. Accuracy of the solution of this problem by methods that don't use homology search in additional data bank can be improved. There is a lack of testing data in this area because of small amount of real structures of membrane proteins. In this work, we create a testing set of structural alignments of membrane proteins, in which positioning of the membrane segments reflects agreement of known 3D-structures of proteins in the alignment. We propose a method for predicting position of membrane segments in multiple alignment based on forward-backward algorithm from HMM theory. This method not only allows to predict positions of membrane segments but also forms probability membrane profile, which can be used in multiple alignment methods that take into account secondary structure information about sequences. Method is implemented in computer program available on the World-Wide Web site http://bioinf.fbb.msu.ru/fwdbck/. Proposed method provides results better than MEMSAT method, which is nearly only tool for prediction of membrane segments in multiple alignments without additional homology search. Key words: membrane protein, secondary structure prediction, hidden markov models, forward-backward algorithm, probability membrane profile, testing data set.

*?о. фу~ъ: sutor_ra@mail.ru

541

542

ћыъуплм, ѕлуму,

ѕму,,лв б~л Члулмщупълнл ,но~ъ тъл ,Р,мл,млfl плмунлтоуъмРi футову,ъвоШмутъви Чвону, [1]. јуъупы н~втъ,у футъувмлfl ,Р,мл,мли ~тъу fl,оflвътfl нлъл~втнлп щнъууп фл молбв футову,ъвоШмутъви [2]. з тоы~в пвпЧммРi Чвону, фу^втт ытъму,овмлfl ъвiпвмРi тъынъы ,тъв~въ утъъу~му пму,,у ъымутъви [3], л нлтъооу,,щл~втнлi ммРi фу млп лб,втъму мвпму,,у. зтовтъ,лв ъу,,у ъыму тъулъШ тъынъымРв ,Р,мл,млfl оfl фу,внл ЧуъР ,ъупъл~втнлi пвъуу, футъувмлfl пмуквтъ,вмму,,у ,Р,мл,млfl [4]. ћ ы,,уи тъуумР, втъШ утму,млfl фуо,,ъШ, ~ъу уЧвфлмflъРв пвъуР ,Р,мл,млfl мв ,,мълыъ iуу?в,,у н~втъ, ,товтъ,лв мвуЧР~му,,у л мв,мупвму,,у плмунлтоуъму,,у тутъ, пвпЧммРi Чвону, [5]. ївумунъму ,РтнбР,оутШ пмвмлв, ~ъу ,у,ов~вмлв , фу^втт футъувмлfl ,Р,мл,млfl лмщуп^лл у ,ъул~муи тъынъыв Чвону, уокму фл,улъШ н ыоы~?вмл н~втъ, ,Р,мл,млfl [6]. з тоы~в пвпЧммРi Чвону, , н~втъ,в ,ъул~муи тъынъыР оу,,л~мвв ттпъл,ъШ уЧотъл Чвону,уи футову,ъвоШмутъл, мiуflлвтfl , пвпЧмв [7], ън нн ы~тънл, мв овклв , пвпЧмв, фу т,уитъ,п фуiукл м ,,оуЧыоflмРв Чвонл, нуъуРв, , т,у у~ввШ, ,Р,мл,ътfl у,уоШму iуу?у [8]. §нлп уЧбуп, фвкв ~вп бЧъР,ъШ о,,улъп ,Р,мл,млfl, ы~лъР,ли пвпЧммы бпвъны футову,ъвоШмутъви, ъвЧывътfl мы~лъШтfl ф,лоШму тъулъШ ъы бпвъны. є туковмл, н~втъ,у пвъуу,, фвтнбР,лi фуоуквмлfl пвпЧммРi ы~тъну, фу плмунлтоуъмуи футову,ъвоШмутъл, овну уъ лвоШму,,у [9]. цтъШ fl пвъуу,, ънлв нн PHDpsihtm (~тъШ тв,в PredictProtein) [10] лол MEMSAT [11] (, вклпв online), нуъуРв тъуflъ фвтнбмлfl оfl футову,ъвоШмутъл, уфлflтШ м вбыоШъъР фултн ,,упуоу,,л~мРi футову,ъвоШмутъви фу мвнуъуупы Чвону,упы Чмны. з ъуи Чуъв пР тщунытлу,ол ,млпмлв м в?вмлл б~л, мв флЧв,,fl н уфуомлъвоШмупы ,,упуоу,,л~мупы фултны. їп мв ыоутШ миъл ы,,у,,у пвъу, нуъуРи фвтнбР,въ фуоуквмлfl пвпЧммРi ы~тъну, м утму,в пмуквтъ,вмму,,у ,Р,мл,млfl л мв ъвЧывъ оfl ЧуъР уфуомлъвоШмРi ,,упуоу,,л~мРi ммРi, нупв пвъу MEMSAT (, вклпв offline). ѕвъу утму,м м ,РЧув фуiуflви ъмтпвпЧммуи пувол т лтфуоШбу,млвп лмпл~втну,,у фу,,пплу,млfl , тууъ,вътъ,лл т ъвп, фвфу~лъъ ол плмунлтоуъмРв утъънл тфуо,,ъШтfl м нfli пвпЧмР, , тввлмв лол ,мв вв. ѕвъу въ , н~втъ,в вбыоШъъ мвнуъуы футову,ъвоШмутъШ-птны, нкРи тлп,уо нуъууи ",,у,улъ" у ъуп, ,,в мiуflътfl плмунлтоуъмРв утъънл лб тууъ,вътъ,ыв,,у тъуоЧ^ ,Р,мл,млfl - , пвпЧмв лол тмыкл. §н нн мвоШбfl ЧРъШ , ъу~мутъл ы,ввммРп, ~ъу фуоуквмлв пвпЧмму,,у ы~тън квтъну щлнтлу,му (Чвону,fl

пуовныо "Р?лъ", ъ.в. фултiуflъ тоЧРв нуовЧмлfl б,вмШв, ^вфл), ъу Чуовв вн,ъмРп ЧРоу ЧР фвтнбмлв ъу,,у, нну, ,вуflъмутъШ оfl ммуи плмунлтоуъР мiулъШтfl , пвпЧмв (мбу,вп ъу "пвпЧммРи ,вуflъмутъмРи фущлоШ"). соfl плмунлтоуъ, овклi ,мыъл пвпЧмР, ъ ,вуflъмутъШ уокм ЧРъШ ,Ртун, м нfli ум уокм фо,му уфытнъШтfl у мыоfl. §нлв ,вуflъмутъл пукму фуоы~ъШ м утму,в футъувмлfl тнРъуи пну,тнуи пувол (HMM) пвпЧммРi л ,мв?млi уЧотъви. №тфуоШбыfl о,,улъп forward-backward [12], пР пуквп ,Р~лтоflъШ ,вуflъмутъШ ъу,,у, мтнуоШну ъ лол лмfl плмунлтоуъ ыноР,вътfl , пвпЧммы ~тъШ пувол. хвоШ ЧуъР ЧРоу футъувмлв мЧу нотъву, пвпЧммРi Чвону, т лб,втъмуи ъвiпвмуи тъынъыуи, оfl нуъуРi пукму футъулъШ вн,ъмув тъынъымув ,Р,мл,млв, ънкв бЧуън пвъу футъувмлfl пвпЧмму,,у фущлоfl оfl тъуоЧ^у, пмуквтъ,вмму,,у ,Р,мл,млfl. ѕц§љс? ѕвъу щуплу,млfl пвпЧмму,,у фущлоfl, ,,в нкупы тъуоЧ^ы пмуквтъ,вмму,,у ,Р,мл,млfl флфлтР,вътfl ,вуflъмутъШ ъу,,у, ~ъу плмунлтоуъмРв утъънл ъу,,у тъуоЧ^ овкъ , пвпЧмв, тутъулъ , товывп. ї утму,в пмуквтъ,вмму,,у ,Р,мл,млfl тъулътfl ~тъуъмРи плмунлтоуъмРи фущлоШ (~тъуъмfl пъл^). соfl ъу,,у тъулътfl пъл^ фуфмРi ,уо^луммРi ттъуflмли пвкы футову,ъвоШмутъflпл м утму,в ,вол~лм фуфму,,у тiутъ, (identity) пвъууп фыттуму,тнуи нувн^лл [13]: d = -log((20max{1.1/20, id} - - 1)/19), ,,в d - ,уо^луммув ттъуflмлв, id - уоfl тъуоЧ^у, ,Р,мл,млfl т ту,ф,?лпл плмунлтоуъпл. совв тъулътfl щлоу,,вмвъл~втнув вв,у пвъууп Чолки?в,,у тутв [14] л нкуи футову,ъвоШмутъл флфлтР,вътfl ,вт футъРп, му щщвнъл,мРп пвъууп, фвоуквммРп йв?ъвимуп л ту,ъ. [15]. звт уЧоъ товылп т,уитъ,уп. цтол ы мт лпввътfl k улмну,Рi футову,ъвоШмутъви, ъу умл фуоы~ъ ,вт 1/k, футову,ъвоШмутъШ, мв фуiукfl мл м умы ы,,ы, фуоы~въ ,вт 1. ?тъуъмРи фущлоШ щуплывътfl фыъвп ытвмвмлfl ,твi влмл~мРi фущлови футову,ъвоШмутъви т ы~въуп лi ,вт. соfl щуплу,млfl вбыоШъъ лтфуоШбывътfl о,,улъп forward-backward м утму,в тнРъуи пну,тнуи пувол (HMM), моу,,л~муи ъуи, ~ъу лтфуоШбу,м , тв,вв TMHMM [16]. з ъуи пувол бол~ътfl тутъуflмлfl оfl плмунлтоуъ, мiуflлiтfl , ^лъуфобпв, оfl плмунлтоуъ, тпуъflлi мыкы новънл, л ,ыi футову,ъвоШмутъви тутъуflмли, тууъ,вътъ,ылi Чвону,уи ^вфл, фввтвнви пвпЧмы лбмыъл мыкы л муЧууъ. зРвоflътfl ,в ,,ыффР тутъуflмли пувол, флiуflлвтfl м ,,мл^Р пвпЧмР. јпвъР пувол уЧы~вмР м ,РЧунв бпв~вммРi
ѕљѓцєќѓ?њїд? е№љѓљй№? ъуп 40 < 3 2006

зцњљ?§їљћ§ї?ђ ѕц§љс јњцсћєдёдї№? §њдїћѕцѕењдїї?џ ќ?дћ§єљз

543

улму~мРi футову,ъвоШмутъви, утъыфмуи м тиъв тв,в TMHMM. ?ъуъ тв,в фвтнбР,въ фуоуквмлв пвпЧммРi ы~тъну, м улму~муи футову,ъвоШмутъл л мв ыпввъ ЧуъъШ т плмунлтоуъмРп ~тъуъмРп фущловп лол т пмуквтъ,вммРп ,Р,мл,млвп. з в,,у утму,в овклъ о,,улъп злъвЧл (тп. [12]), нуъуРи флпвмflвътfl оfl мiуквмлfl уфълпоШму,,у фыъл, му, , уъол~лв уъ о,,улъп forward-backward, мв пуквъ ЧРъШ лтфуоШбу,м оfl футъувмлfl ,вуflъмутъму,,у фущлоfl. јутъувмлв ъвтъу,уи ,РЧунл соfl фу,внл пвъу тщуплу,м ,РЧун ъоуммРi пмуквтъ,вммРi ,Р,мл,мли. соfl ъу,,у ,бflъР ,тв футову,ъвоШмутъл пвпЧммРi Чвону, т лб,втъмуи футъмтъ,вммуи тъынъыуи (442 Чвон) т тиъ тв,в PDBTM [17]. совв ЧРол футъувмР ,тв фуфмРв ,Р,мл,млfl т лтфуоШбу,млвп фу,,ппР CLUSTALW [1]. цтол ,тъв~ол фР Чвону, ту тiутъ,уп (identity) мв пвмвв 95%, ъу лб млi утъ,оflол улм. совв фу,улол нотъвлб^л фу фуфмупы тiутъ,ы пвъууп Чолки?в,,у тутв [14] т млкмлп фуу,,уп 20%. цтол нотъв унбР,отfl бпвуп Чуовв 20 Чвону,, ъу млкмли фуу,, оfl мв,,у фумлпол у ъвi фу, фун ум мв бвоflотfl м пвмШ?лв нотъвР. јутов ъу,,у ттпъл,ол ъуоШну нотъвР, тувклв мв пвмвв 3 Чвону,. соfl нку,,у нотъв фу,улол пмуквтъ,вммув тъынъымув ,Р,мл,млв ъвiпвмРi тъынъы Чвону, т лтфуоШбу,млвп тв,в MAMMOTH [18]. цтол н~втъ,у ,Р,мл,млfl ЧРоу у~вмШ млбнлп (поу тъуоЧ^у, ,Р,мл,млfl, утъу,вмРi т ъу~нл бвмлfl пвъу), ъу уъЧтР,ол тпРи оШмли фвтъ,лъвоШ нотъв л нотъв ,Р,мл,ол ,му,Ш. з вбыоШъъв лтфуоШбу,млfl ммуи фу^выР фуоы~лол 11 нотъву, лб 55 Чвону,. суоfl тъынъыму мвкмРi тъуоЧ^у, ,Р,мл,мли мiулътfl , лфбумв уъ 24 у 86%, , твмвп тутъ,оflfl 63%. њбпв нотъву, iнъвлбывътfl лфбумуп уъ 3 у 8 Чвону,, твмли бпв - 5 Чвону,. совв фу,вflол флмовкмутъШ Чвону, нотъву, н тъынъымРп твпвитъ,п фу ноттлщлн^лл SCOP [19] л CATH [20]. з умуп нотъвв уЧмыклол ,ыiупвммы тъынъыы, фл~вп втъШ Чвонл, , нуъуРi флтыътъ,ывъ ъуоШну улм лб ,ыi упвму,. з ъвi нотъвi лпвътfl Чвонл, тъынъымРв твпвитъ, нуъуРi , уЧвлi ноттлщлн^лfli мв уЧубм~вмР. з ,ыi нотъвi флтыътъ,ыъ Чвонл лб бмРi твпвитъ,, , умуп тоы~в тпв?мР твпвитъ, Чнъвлуууфтлму, (f.13.1.1 фу SCOP) л тын^лмъв,,лу,,вмб/щыпъвынъб (f.21.2.2 фу SCOP), ,у ,ъууп - твпвитъ, Чвону, вн^лумму,,у ^вмъ щуъутлтъвпР I (f.31.1.1 фу SCOP) л (c.37.1.12 фу SCOP), ATPбму,,у упвм дзћ-ъмтфуъв.
ѕљѓцєќѓ?њїд? е№љѓљй№? ъуп 40 < 3 2006

20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

єуол~втъ,у

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 цв солм пвпЧмму,,у fl

йлтъу,,пп тфввовмлfl олм пвпЧммРi flв.

јутъувмлв утъу,вмуи пвпЧммуи бпвънл з нкуп Чвонв нку,,у нотъв бпвълол ы~тънл Чвону,уи футову,ъвоШмутъл, овклв , пвпЧмв, м утму,в о,,улъп TMDET [21], уфввоflв,,у млЧуовв ,вуflъмув фуоуквмлв пвпЧмР , ъвiпвмуи тъынъыв. соfl ъу,,у ~ъуЧР лбЧвкъШ у?лЧу~муи ноттлщлн^лл ы~тън Чвону,уи ^вфл нн пвпЧмму,,у лб-б мвъу~му,,у фвтнбмлfl фуоуквмлfl пвпЧмР о,,улъпуп TMDET, ЧРол ,,ввмР "твРв" уЧотъл фу нflп пвпЧмР ъуолмуи , 5 м,,тъвп. цтол ннуи-ъу ы~тъун Чвону,уи ^вфл овклъ ъуоШну , "твуи" уЧотъл, ъу ум мв т~лъвътfl пвпЧммРп. њбпвънл ммутлол м тъынъымРв ,Р,мл,млfl, л м ъуи утму,в тщуплу,ол уЧы пвпЧммы бпвъны (пвпЧммРв fl). з fl ,у?ол ъв нуоумнл тъынъыму,,у ,Р,мл,млfl, , нуъуРi ,тв Чвбвов^луммРв фубл^лл фупв~вмР нн пвпЧммРв. њыну,утъ,ыflтШ ,Рiумуи лмщуп^лви тв,в MAMMOTH у утъу,вмутъл тъынъыму,,у ,Р,мл,млfl , ъвi лол лмРi тъуоЧ^i, fl бвоflол м , нотт - бтоыкл,лв у,влfl л мв бтоыкл,лв. з фв,Ри нотт фуфол fl, ,,в ,в ъвъл тъуоЧ^у, лпвъ ,Р,мл,млв, утъу,вмув т ъу~нл бвмлfl MAMMOTH, ънкв олм нуъуРi мв пвмШ?в фflъл тъуоЧ^у,. ? ,ъуу,,у нотт ЧРол лбflъР лб ттпуъвмлfl. зтв,,у , вбыоШъъв ЧуъР фу^выР фуоы~лол 56 пвпЧммРi flв; , твмвп, м ,Р,мл,млв флiулътfl 5 flв; нуол~втъ,у flв , ,Р,мл,млл нуовЧовътfl пвкы 1 л 12. єупв ъу,,у, , ъвi ,Р,мл,млfli лбflол лб ттпуъвмлfl фflъШ тупмлъвоШмРi flв, , нуъуРi пвмвв 60% тъуоЧ^у, fl,оflътfl утъу,вмРпл т ъу~нл бвмлfl тъынъыму,,у ,Р,мл,млfl. њтфввовмлв олм flв фвтъ,овму м лтымнв. ѕвъуР фвтнбмлfl пвпЧммуи бпвънл фу ,Р,мл,мл ју,вflол товылв пвъуР фвтнбмлfl пвпЧммуи бпвънл: MEMSAT, FWDBCK, ут-

544

ћыъуплм, ѕлуму,

є~втъ,у фвтнбмлfl пвпЧммуи бпвънл бмРпл пвъупл ѕвъу MEMSAT FWDBCK HMMTOP (ыт.) HMMTOP (ул,,.)
a

quality_fivea 0.964 0.977 0.934 0.916

quality_halfЧ 0.964 0.966 0.934 0.914

футову,ъвоШмутъл м fl л н бпвънв, фвтнбммуи пвъууп HMMTOP, флпвмflол моу,,л~мРи уфлтммупы ,Р?в щлоШъ, фуб,уоflли л,,мулу,ъШ пвпЧммРв ы~тънл л fl т поуи олмуи л т поуи тъвфвмШ фввтв~вмлfl т "птнуи утъу,вмутъл". њвбыоШъъ фл,ввм , ъЧол^в мфуъл, фымнъ "HMMTOP (ул,,.)". љ^вмн н~втъ, фвтнбмлfl јвкв ~вп у^вмл,ъШ н~втъ,у фвтнбммуи ъвп лол лмРп пвъууп бпвънл, лб мвв ,РнлР,ъ ъв пвпЧммРв ы~тънл, нуъуРп мвоШбfl у,вflъШ. јуо,,ол, ~ъу ы~тъны пукму у,вflъШ, втол ,в ъвъл фунР,впРi лп тъуоЧ^у, лпвъ тъынъымув ,Р,мл,млв, утъу,вмув т ъу~нл бвмлfl MAMMOTH, ънкв втол олм ы~тън мв пвмШ?в фflъл тъуоЧ^у,. соfl нку,,у пвъу фвтнбмлfl л оfl нку,,у нотъв ЧРол фут~лъмР ,в ,вол~лмР у^вмнл н~втъ,. јв,fl - фу мб,млвп quality_five, нуъуfl втъШ ~лтоу flв, фунРъРi оЧРп фвтнбммРп пвпЧммРп ы~тънуп iуъfl ЧР м фflъШ тъуоЧ^у,, вовммув м пнтлпып лб ~лто flв л ~лто фвтнбммРi ы~тъну,. зъуfl - quality_half, нуъуfl втъШ ~лтоу flв, , нкуп лб нуъуРi iуъfl ЧР 50% тъуоЧ^у, фунРъР оЧРп фвтнбммРп ы~тънуп, вовммув м пнтлпып лб ~лто flв л ~лто фвтнбммРi ы~тъну,. єн ,лму лб ъЧол^Р, оы~?лв вбыоШъъР въ пвъу FWDBCK. њцёќѓ?§д§? №ћћѓцсљздї№? ї ммРи пупвмъ б,лълfl Члулмщупълнл уывътfl мвi,ън ммРi фу пвпЧммРп Чвонп, м нуъуРi пукму фу,вflъШ н~втъ,у ЧуъР пвъуу, ,ъупъл~втну,,у фвтнбмлfl фуоуквмли пвпЧммРi ы~тъну, л пвъуу,, тъуflлi пмуквтъ,вммРв ,Р,мл,млfl плмунлтоуъмРi футову,ъвоШмутъви. з твн^лл ЧбР ммРi Balibase [4], фут,flвммуи пвпЧммРп Чвонп, оfl ЧуоШ?ви ~тъл ,Р,мл,мли мв фвтъ,овм пвпЧммfl бпвън, нуъуfl пу,,о ЧР ЧРъШ фуоы~вм м утму,в молб лб,втъмРi ъвiпвмРi тъынъы, ънкв мв ,Рвоflътfl тъуоЧ^Р, ,Р,мл,мл , нуъуРi пукму у,вflъШ т ъу~нл бвмлfl пвъу, тъуflв,,у тъынъымРв ,Р,мл,млfl. з ммуи Чуъв футъувм ,РЧун нотъву, пвпЧммРi Чвону,, ,,в оfl нку,,у нотъв футъувму тъынъымув пмуквтъ,вммув ,Р,мл,млв л ммвтвмР пвпЧммРв fl, ъ.в. ,,ыффР тъуоЧ^у,, "пвпЧммутъШ" нуъуРi фуъ,вквм тъынъыуи нку,,у Чвон нотъв. џуъfl fl лпвъ твм олмы 15.5, нуъуfl мвпму,,у пвмШ?в, ~вп 21 (уЧвфлмflъfl твмflfl олм пвпЧмму,,у ы~тън Чвону,уи ^вфл), му фл ъуп умл мв тувкъ тупмлъвоШмРв тъуоЧ^Р. §нкв ,РвовмР тъуоЧ^Р, утъу,вмРв т ъу~нл
ѕљѓцєќѓ?њїд? е№љѓљй№? ъуп 40 < 3 2006

є~втъ,у фвтнбмлfl, нуъуув втъШ ~лтоу flв, фунРъРi оЧРп фвтнбммРп пвпЧммРп ы~тънуп iуъfl ЧР м фflъШ тъуоЧ^у,, вовммув м пнтлпып лб ~лто flв л ~лто фвтнбммРi ы~тъну,. Ч є~втъ,у фвтнбмлfl, нуъуув втъШ ~лтоу flв, , нкуп лб нуъуРi iуъfl ЧР 50% тъуоЧ^у, фунРъу оЧРп фвтнбммРп пвпЧммРп ы~тънуп, вовммув м пнтлпып лб ~лто flв л ~лто фвтнбммРi ы~тъну,.

му,ммРи м уфлтммуп ,Р?в пвъув щуплу,млfl ъмтпвпЧмму,,у ,вуflъмутъму,,у фущлоfl, л пвъу ытвмвмлfl вбыоШъъу, тв,в HMMTOP [22] фу Чвонп , ,Р,мл,млл (овв ытвмвмлв HMMTOP). ї ,iу тв,вы MEMSAT фу,ол плмунлтоуъмРв ~тъуъмРв фущлол ,Р,мл,мли т ы~въуп ,вту, футову,ъвоШмутъви, му Чвб ы~въ вов^ли. њбпвъны м пвпЧммРв ы~тънл FWDBCK щуплу,ол ън, ~ъу тъуоЧ^Р, ,вуflъмутъШ мiуквмлfl нуъуРi , пвпЧмв ЧРо мв пвмШ?в 0.8, уЧfl,оflол пвпЧммРпл. цтол ,тъв~оутШ пвмвв фflъл пвпЧммРi тъуоЧ^у,, тъуflлi ,пвтъв, ъу лi мв т~лъол пвпЧммРпл. ѕвъу ытвмвмлfl HMMTOP ытъувм ън. јл ,Р,мл,млл м нкы футову,ъвоШмутъШ ммутлътfl пвпЧммfl бпвън, фвтнбР,впfl тв,вуп HMMTOP. ћъуоЧ^Р, , нуъуРi, нн плмлпып, ,в ъвъл Чвбвов^луммРi фубл^ли фупв~вмР нн пвпЧммРв, уЧfl,оflол пвпЧммРпл. цтол ,тъв~оутШ пвмвв фflъл пвпЧммРi тъуоЧ^у,, тъуflлi ,пвтъв, ъу лi мв т~лъол пвпЧммРпл. љ^вмн н~втъ, ЧуъР пвъу HMMTOP соfl ъу,,у ~ъуЧР ыЧвлъШтfl , ъуп, ~ъу пвъуР фвтнбмлfl пвпЧммуи бпвънл, уфллвтfl м ,Р,мл,млв, Чуъъ оы~?в, ~вп пвъуР, лпвлв воу ъуоШну т умуи футову,ъвоШмутъШ, фу,вflол н~втъ,у ЧуъР пвъу HMMTOP оfl нкуи Чвону,уи футову,ъвоШмутъл нку,,у нотъв. ћ ъуи ^воШ оfl нкуи футову,ъвоШмутъл щуплу,ол "тыквмлв" лмщуп^лл у утъу,вмутъл тъуоЧ^у, , тъынъымуп ,Р,мл,млл тууъ,вътъ,ыв,,у нотъв фыъвп ,РЧтР,млfl тъуоЧ^у,, , нуъуРi ттпъл,впfl футову,ъвоШмутъШ лпввъ вов^л. дмоу,,л~му тъулол бпвъны футову,ъвоШмутъл м fl, нуъуfl втъШ тыквмлв бпвънл м fl ,тв,,у ,Р,мл,млfl. совв, н бпвънв

зцњљ?§їљћ§ї?ђ ѕц§љс јњцсћєдёдї№? §њдїћѕцѕењдїї?џ ќ?дћ§єљз

545

бвмлfl пвъу тъынъыму,,у ,Р,мл,млfl. §нлп уЧбуп, ммfl ,РЧун (мвтпуъfl м поРи бпв) пуквъ т ы,ввммутъШ ЧРъШ лтфуоШбу,м оfl фу,внл н~втъ, пвъуу,, фвтнбР,лi пвпЧммы бпвъны лол тъуflлi пмуквтъ,вммРв ,Р,мл,млfl. ћ ы,,уи тъуумР, бЧуъм пвъу щуплу,млfl пвпЧмму,,у ,вуflъмутъму,,у фущлоfl. двн,ъмутъШ пвъу фу,ввм м утму,в фвтнбмлfl фу мвпы пвпЧммуи бпвънл (тп. FWDBCK , ъЧол^в). є~втъ,у ъу,,у фвтнбмлfl унбоутШ мвтнуоШну оы~?в, ~вп ы млЧуовв ъу~мРi пвъуу,, , нуъуРi мв флЧв,,ъ н ,,упуоу,,л~мупы фултны , уфуомлъвоШмуп Чмнв ммРi. §нкв ънуи фущлоШ пуквъ ЧРъШ лтфуоШбу,м фл футъувмлл пмуквтъ,вммРi ,Р,мл,мли футову,ъвоШмутъви пвпЧммРi Чвону,. цтол пвъу ,Р,мл,млfl "фу,,вттл,мРи", ъу м нкуп ?,,в тувлмвмлfl фущлови ,ыi фу,Р,мл,мли , улм пукму ыоы~?ъШ вбыоШълывв ,Р,мл,млв, ,Шлыfl оfl нку,,у тъуоЧ^ ънлв фпвъР, нн пъл^ бпвм, ?ъщР б уънРълв л фууоквмлв вов^ли, , б,лтлпутъл уъ ъу,,у, нну, ,вуflъмутъШ оfl плмунлтоуъ мму,,у тъуоЧ^ овкъШ , пвпЧмв. єупв ъу,,у, бЧуъм лмъвмвъ-тв,в, ,,в фуоШбу,ъвоШ пуквъ оfl т,ув,,у ,Р,мл,млfl фуоы~лъШ пвпЧммРи ,вуflъмутъмРи фущлоШ. ћв,в л ъвтъу,fl ,РЧун утъыфмР фу вты http://bioinf.fbb.msu.ru/fwdbck/. њЧуъ фуоы~ло щлммту,ы фувкны њуттлитнуи нвплл мын (фу,,ппР "ѕуовныоflмfl л новъу~мfl Члуоу,,лfl" л "јултiуквмлв л ,уо^лfl ЧлутщвР"), щум Howard Hughes Medical Institute (,,мъ 55000309) ънкв њуттлитну,,у щум щымпвмъоШмРi лттову,мли (0504-48759). ћј№ћљє ѓ№§цњд§ќњ?
1. Thompson J.D., Higgins D.G., Gibson T.J. 1994. CLUSTAL W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position-specific gap penalties and weight matrix choice. Nucleic Acids Res. 22, 4673-4680. 2. Jaroszewski L., Li W., Godzik A. 2002. In search for more accurate alignments in the twilight zone. Protein Sci. 11, 1702-1713. 3. Zhang H., Cramer W.A. 2005. Problems in Obtaining Diffraction-quality Crystals of Heterooligomeric Integral Membrane Proteins. J. Struct. Funct. Genomics. 6, 219-223. 4. Bahr A., Thompson J.D., Thierry J.C., Poch O. 2001. BAliBASE (Benchmark Alignment dataBASE): en-

5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

17.

18. 19.

20.

21.

22.

hancements for repeats, transmembrane sequences and circular permutations. Nucleic Acids Res. 29, 323-326. Sutormin R.A., Rakhmaninova A.B., Gelfand M.S. 2003. BATMAS30: amino acid substitution matrix for alignment of bacterial transporters. Proteins. 51, 85-95. Heringa J. 1999. Two strategies for sequence comparison: profile-preprocessed and secondary structure-induced multiple alignment. Comput. Chem. 23, 341-364. Ng P.C., Henikoff J.G., Henikoff S. 2000. PHAT: a transmembrane-specific substitution matrix. Predicted hydrophobic and transmembrane. Bioinformatics. 16, 760-766. Do C.B., Mahabhashyam M.S., Brudno M., Batzoglou S. 2005. ProbCons: Probabilistic consistency-based multiple sequence alignment. Genome Res. 15, 330-340. Chen C.P., Kernytsky A., Rost B. 2002. Transmembrane helix predictions revisited. Protein Sci. 11, 2774-2791. Rost B., Liu J. 2003. The PredictProtein server. Nucleic Acids Res. 31, 3300-3304. Jones D.T. 1998. Do transmembrane protein superfolds exist? FEBS Lett. 423, 281-285. Krogh A., Mian I.S., Haussler D. 1994. A hidden Markov model that finds genes in E. coli DNA. Nucleic Acids Res. 22, 4768-4778. Zuckerkandl E., Pauling L. 1965. Molecules as documents of evolutionary history. J. Theor. Biol. 8, 357-366. Saitou N., Nei M. 1987. The neighbor-joining method: a new method for reconstructing phylogenetic trees. Mol. Biol. Evol. 4, 406-425. Gerstein M., Sonnhammer E.L., Chothia C. 1994. Volume changes in protein evolution. J. Mol. Biol. 236, 1067-1078. Sonnhammer E.L., von Heijne G., Krogh A. 1998. A hidden Markov model for predicting transmembrane helices in protein sequences. Proc. Int. Conf. Intell. Syst. Mol. Biol. 6, 175-182. Tusnady G.E., Dosztanyi Z., Simon I. 2005. PDB_TM: selection and membrane localization of transmembrane proteins in the protein data bank. Nucleic Acids Res. 33, 275-278. Lupyan D., Leo-Macias A., Ortiz A.R. 2005. A new progressive-iterative algorithm for multiple structure alignment. Bioinformatics. 21, 3255-3263. Murzin A.G., Brenner S.E., Hubbard T., Chothia C. 1995. SCOP: a structural classification of proteins database for the investigation of sequences and structures. J. Mol. Biol. 247, 536-540. Orengo C.A., Michie A.D., Jones S., Jones D.T., Swindells M.B., Thornton J.M. 1997. CATH - a hierarchic classification of protein domain structures. Structure. 5, 1093-1108. Tusnady G.E., Dosztanyi Z., Simon I. 2005. TMDET: web server for detecting transmembrane regions of proteins by using their 3D coordinates. Bioinformatics. 21, 1276-1277. Tusnady G.E., Simon I. 1998. Principles governing amino acid composition of integral membrane proteins: application to topology prediction. J. Mol. Biol. 283, 489-506.

11 ѕљѓцєќѓ?њїд? е№љѓљй№? ъуп 40 < 3 2006