Predição de interações proteína- proteína e domínio-domínio Diego Lemos.
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Predição de interações proteína-proteína e domínio-domínio
Diego Lemos
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Roteiro
Introdução Métodos Parsimonious Explanation (PE) Experimento I Experimento II Raciocínio por traz do método PE Conclusão
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Introdução
O conhecimento sobre as interações entre as proteína ajuda a fornecer uma visão mais profunda do funcionamento das células.
Muitos estudos na área.
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Introdução
Interação entre proteínas tipicamente envolve ligações entre domínios específicos.
Identificar os pares de domínio que interagem é um importante passo para entender as interações entre proteínas.
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O que é um domínio?
Definem a estrutura e características das proteínas.
Proteínas geralmente possui dois ou mais domínios.
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Métodos
Association Method Expectation Maximization (EM) Linear Programming Support Vector Machines Probabilistic network Modeling Domain pair Exclusion
Analysis(DPEA)
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Association Method Pontua cada par de domínio
com um escore que é a relação entre o número de ocorrências do par numa interação de proteínas e o número de ocorrências independentes desses domínios.
O escore é interpretado como a probabilidade de interação entre os dois domínios.
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Expectation Maximization(EM)
Proposto por Deng e colegas. Aplica a estimativa da máxima
esperança para determinar a interação domínio-domínio.
Computa a probabilidade de interação entre os domínios de forma que maximize a esperança da rede.
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Domain Pair Exclusion Analysis (DPEA)
Proposto por Riley e colegas. Executa o EM várias vezes. Computa um valor E que mede o grau de
redução da esperança da interação proteína-proteína causada pelo bloqueio de uma dada interação domínio-domínio.
DPEA supera os métodos Association e EM.
Método muito custoso computacionalmente.
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Parsimonious Explanation(PE) Formulado como um problema
de otimização de programação linear, em que cada potencial contato domínio-domínio é uma variável que pode receber um valor ( (LP)-score).
O LP-score estima o potencial de um dado par de domínio em explicar a interação entre proteínas.
Parte do princípio da parcimônia para identificar as interações entre proteínas.
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Calculando o LP-Score
Para cada par de domínio Di Dj cria a variável xij ≥ 0.
Para cada interação de proteínas Pm Pn
Cria-se uma restrição:
xij
Pm Pn
i
j
xij 1xij {Pm , Pn}
Para a rede ao lado temos 6 restrições.
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PW-Score
Utilizado para filtrar as predições. Derivado de duas observações:
Interações que tem muitas testemunhas são mais prováveis de serem corretas do que as que apresenta poucas ou nenhuma testemunha.
Promíscuas interações domínio-domínio que tem sua pontuação relacionada com à freqüência de sua aparição.
PW-score compensa interações de domínio que têm muitas testemunhas e penaliza interações promíscuas.
pw-score(i,j) = min (p-value (i,j), (1-r)w(i,j) )
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Experimento I
Aplicou-se o método PE sobre dados de interação proteína-proteína compreendendo 26032 interações subjacentes de 11403 proteínas de 69 organismos.
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Experimento I
O papel do pw-score é permitir algum controle sobre os fatores de confiabilidade na testemunha.
Escolhendo um menor pw-score leva à previsão com precisão mais elevada.
Foi feito um estudo sobre a performance do PE em relação aos demais métodos.
Utilizou-se interações domínio-domínio do conjunto padrão ouro, que são pares confirmados que se interagem.
Utilizou-se um pw-score com valores 0.01 e 0.05
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Experimento II
Existe o problema em que dado um par de proteínas predizer o par de domínios que media a interação entre as proteínas.
Pm
Pn
Foi feito um estudo comparativo entre os resultados do método PE em relação aos demais sobre determinado problema.
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Raciocínio por traz do método PE
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Raciocínio por traz do método PE
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Conclusão
O estudo das interações entre proteínas ajuda a entender o funcionamento das células.
Interação de domínio-domínio podem ser preditos identificando o mínimo de pares de domínio que podem justificar uma determinada rede de interação de proteína-proteína.
O método PE que utiliza uma programação linear superou os demais métodos.
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Dúvidas?