Ikhtisar

Perbandingan struktur protein adalah proses komputasional untuk menumpuk struktur protein tiga dimensi guna mengidentifikasi region dengan lipatan dan topologi yang serupa. Tidak seperti penyelarasan sekuens, yang beroperasi pada string satu dimensi, penyelarasan struktural menangkap hubungan evolusioner yang seringkali tidak terdeteksi pada tingkat sekuens karena divergensi. Kemiripan struktural dapat bertahan lama setelah kemiripan sekuens terkikis, menjadikan penyelarasan struktural sebagai alat yang ampuh untuk deteksi homologi jarak jauh, anotasi fungsional, dan studi evolusi protein.

Metode

Algoritme penyelarasan struktural meminimalkan deviasi akar kuadrat rata-rata (RMSD) dari atom C-alpha yang sesuai setelah superposisi optimal. DALI menguraikan protein menjadi fragmen heksapeptida dan menyelaraskan pola kontak yang serupa. TM-align menggunakan matriks rotasi TM-score yang disempurnakan secara iteratif melalui pemrograman dinamis. TM-score menormalkan kualitas penyelarasan dengan panjang protein, dengan skor di atas 0,5 biasanya menunjukkan lipatan yang sama. GDT_TS (skor total uji jarak global) adalah metrik lain yang digunakan dalam eksperimen CASP (Penilaian Kritis Prediksi Struktur Protein).

Aplikasi

Perbandingan struktur sangat penting untuk klasifikasi protein, basis data seperti SCOP dan CATH mengatur alam semesta struktural ke dalam lipatan, superfamili, dan famili hierarkis. Ini memungkinkan transfer anotasi fungsional dari protein yang telah dikarakterisasi ke protein yang belum dikarakterisasi dengan lipatan serupa. Teknik ini digunakan bersama metode eksperimental seperti spektroskopi NMR untuk memvalidasi struktur, dan mendasari studi evolusi struktur protein. Penyelarasan struktural juga memandu interpretasi efek mutasi dengan memetakan perubahan sekuens ke kerangka tiga dimensi asam amino dan menginformasikan penelitian pelipatan protein dan pendamping dengan mengidentifikasi inti pelipatan yang terkonservasi.