• Title/Summary/Keyword: 단백질 구조

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Protein Secondary Structure System Design Using Clustering Protein Database and Data Distribution Scheme (클러스터링 단백질 데이터베이스와 데이터 분산 기법을 적용한 단백질 이차구조예측 시스템 설계)

  • 이수진;김재훈;정진원;이원태
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2003.04a
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    • pp.82-84
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    • 2003
  • 생물학 데이터베이스의 크기가 점점 증가함에 따라 데이터베이스를 사용하여 서열을 정렬할 경우 많은 처리시간이 필요하게 되었다. 단백질 이차구조예측 시스템에서 단백질 서열 데이터베이스를 이용해 사용자의 서열들을 정렬하는 부분에서도 많은 처리 시간을 요구한다. 본 논문에서는 단백질 데이터베이스를 비슷한 크기로 나눠 여러 노드에서 서열 정렬을 분산 처리하여 처리율을 높이고자 했다. 또한, ClustalW에서 서열들의 관계에 따라 다양한 BLOSUM을 사용하여 정렬의 정확도를 높이는 휴리스틱 전략을 적용하기 위해 기존의 데이터베이스를 클러스터링 하였다. 클러스터링된 데이터베이스의 대표서열과 사용자 서열의 거리를 비교하여 적합한 BLOSUM을 선택하여 보다 정확한 서열 정렬을 통해 단백질 이차구조예측의 정확도를 높이게 될 것이다. 본 논문에서는 대용량의 단백질 데이터베이스를 여러 노드를 사용하여 병렬 클러스터링하여 이를 이차구조예측 시스템에 적용하여 처리율과 정확도를 높이고자 하였다.

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Division of ${\beta}-sheet$ for Protein Structure Comparison (단백질 구조 비교를 위한 ${\beta}-sheet$의 분할)

  • Cho, Min-Su;Kim, Jin-Hong;Lee, Myung-Joon;Lee, Su-Hyun
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2003.11b
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    • pp.821-824
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    • 2003
  • 단백질의 이차구조 중에서 ${\beta}-sheet$의 구조를 비교하는데 있어서 비정확성의 문제가 있다. 이는 ${\beta}-sheet$가 그 구조적 특성 때문에 휘어지기 때문이다. 그래서 본 논문에서는 PSA에서 정의된 ${\beta}-sheet$를 좀 더 적절하게 추상화하기 위해서 ${\beta}-sheet$를 분할하는 방법을 제안하였으며 이 방법을 DOM을 이용하여 JAVA로 구현하였다. 본 논문에서 제안한 방법은, 단백질의 이차구조의 정보를 포함하는 PSAML 데이터로부터 단백질의 구조 및 유사성을 비교하기 위한 단백질 구조비교 시스템에서 사용할 수 있다.

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Bio-ontology for Analyzing Protein Structure Information (단백질 구조 정보 분석을 위한 바이오 온톨로지)

  • Nam, Deok-Woo;Ye, Hyoung-Suk;Jin, Hoon;Kim, In-Cheol
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2003.10b
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    • pp.799-801
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    • 2003
  • 생물정보학 분야에서의 온톨로지는 다양한 생물학적 의미들을 표현하는 구조로 되어 있으며, 생물학 데이터의 의미를 효과적으로 해석할 수 있는 매우 중요한 기술로 인식되고 있다. 특히 바이오 온톨로지는 생물학 데이터베이스로부터 정보에 대한 탐색과 추론 등 의미 전달 과정에서 중심적인 역할을 수행한다. 본 논문에서는 단백질 구조 예측을 지원하는 다중 에이전트시스템인 APSS내에서 각 구성원 에이전트들간에 온톨로지에 기초한 정확한 구조 정보의 전달을 통해 효과적인 단백질 구조 예측 작업을 지원하고자 한다. 이를 위하여 먼저 단백질 구조 관련 바이오 온톨로지의 설계방법을 제시하고, 이것에 기초한 실제 바이오 온톨로지의 설계에 대해 설명한다. 그리고 이렇게 구축된 단백질 구조 온톨로지를 APSS시스템 안에서 어떻게 응용하였는가에 대해서도 설명한다.

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Chorion Gene Expression in the Cellular Differentiation and Accumulation of Chorion Protein of Silkmoth, Bombyx mandarina I. Specific Structures of Egg-shell and Chorion Protein (한국산 멧누에 (Bombyx mandarina)에 있어서 난각유전자의 형질발현. I. 난각구조의 특이성과 Chorion 단백질)

  • 노시갑
    • Korean journal of applied entomology
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    • v.29 no.3
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    • pp.157-164
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    • 1990
  • The surface patterns and the structures of transverse section of the egg-shell of the sikmoth, Bombyx mandarina, have been described by scanning electron microscope. Three spatially differentiated cross section, called lamellar, conic pillar and cover layers, are found on the mature eg-shell. Silkmoth chorion proteins were detected more than 80 components from a single chorion by two-dimensional electrophoresis. Major protein components of the egg-shell have bee identified on the basis of their isoelectric points and molecular weights, pH 4-6 and 6-30 kd. Several protein components are found entirely or predominantly in th cover layers.

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Protein Structure Alignment Based on Maximum of Residue Pair Distance and Similarity Graph (정렬된 잔기 사이의 최대거리와 유사도 그래프에 기반한 단백질 구조 정렬)

  • Kim, Woo-Cheol;Park, Sang-Hyun;Won, Jung-Im
    • Journal of KIISE:Databases
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    • v.34 no.5
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    • pp.396-408
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    • 2007
  • After the Human Genome Project finished the sequencing of a human DNA sequence, the concerns on protein functions are increasing. Since the structures of proteins are conserved in divergent evolution, their functions are determined by their structures rather than by their amino acid sequences. Therefore, if similarities between two protein structures are observed, we could expect them to have common biological functions. So far, a lot of researches on protein structure alignment have been performed. However, most of them use RMSD(Root Mean Square Deviation) as a similarity measure with which it is hard to judge the similarity level of two protein structures intuitively. In addition, they retrieve only one result having the highest alignment score with which it is hard to satisfy various users of different purpose. To overcome these limitations, we propose a novel protein structure alignment algorithm based on MRPD(Maximum of Residue Pair Distance) and SG (Similarity Graph). MRPD is more intuitive similarity measure by which fast tittering of unpromising pairs of protein pairs is possible, and SG is a compact representation method for multiple alignment results with which users can choose the most plausible one among various users' needs by providing multiple alignment results without compromising the time to align protein structures.

Clustered Segment Index for Efficient Approximate Searching on the Secondary Structure of Protein Sequences (클러스터 세그먼트 인덱스를 이용한 단백질 이차 구조의 효율적인 유사 검색)

  • Seo Min-Koo;Park Sang-Hyun;Won Jung-Im
    • Journal of KIISE:Databases
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    • v.33 no.3
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    • pp.251-260
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    • 2006
  • Homology searching on the primary structure (i.e., amino acid arrangement) of protein sequences is an essential part in predicting the functions and evolutionary histories of proteins. However, proteins distant in an evolutionary history do not conserve amino acid residue arrangements, while preserving their structures. Therefore, homology searching on proteins' secondary structure is quite important in finding out distant homology. In this manuscript, we propose an indexing scheme for efficient approximate searching on the secondary structure of protein sequences which can be easily implemented in RDBMS. Exploiting the concept of clustering and lookahead, the proposed indexing scheme processes three types of secondary structure queries (i.e., exact match, range match, and wildcard match) very quickly. To evaluate the performance of the proposed method, we conducted extensive experiments using a set of actual protein sequences. CSI was proved to be faster than the existing indexing methods up to 6.3 times in exact match, 3.3 times in range match, and 1.5 times in wildcard match, respectively.

JProtein : A Protein Structure Viewer based on Java3D Technology (JProtein : Java3D 기법을 이용한 단백질 구조 뷰어)

  • Moon Nam-Doo;Byun Sang-Hee;Kim Jin-Hong;Han In-Seob;Lee Myung-Joon
    • The KIPS Transactions:PartD
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    • v.11D no.7 s.96
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    • pp.1517-1526
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    • 2004
  • Entering the post genome era with an increasing amount of protein data available in public databases, the study of tertiary structure of pro-teins has been artively in progress. To analyze the structure of a protein effectively, it is necessary to visualize the tertiary structure of a protein. Rececntly, many visualization tools based on Java technology have been developed to visualize a protein whose structure has been known. In this paper, we describe a new protein visualization system, named JProtein. It is designed to be an easy-to-use, platform neutral melocular visualization tool. The JProtein system is developed using Java3D technology. Java3D is an API providing a programming interface for 3D representations. The system informs us the angle and the distance of the interacting atoms in amino acids which are visualized, providing several 3D representation models of a protein molecule. In particular, the JProtein system presents synchronous stereo view as well as asynchronous one.

A JXTA- based system for protein structure comparison (JXTA 기반 단백질 구조 비교 시스템)

  • Jung, Hyo-sook;Ahn, Jin-hyun;Park, Seong-bin
    • The Journal of Korean Association of Computer Education
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    • v.12 no.4
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    • pp.57-64
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    • 2009
  • Protein structure comparison is a task that requires a lot of computing resources because many atoms in proteins need to be processed. To address the issue, Grid computing environment has been employed for processing time-consuming jobs in a distributed manner. However, controling the Grid computing environment may not be easy for non-experts. In this paper, we present a JXTA-based system for protein structure comparison that can be easily controled by non-experts. To search proteins similar to a query protein, the geometric hashing algorithm that consists of preprocessing and recognition was employed. Experimental results indicate that the system can find the correct protein structure for a given query protein structure and the proposed system can be easily extended to solve the protein docking problem. It is expected that the proposed system can be useful for non-experts, especially users who do not have sophisticated knowledge of distributed systems in general such as college students who major in biology or chemistry.

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Efficient Sequence Association Rule Mining for Discovering Protein Relations (단백질 서열 연관 규칙 마이닝을 위한 효율적인 알고리즘 설계)

  • Kim, Hyun-Min;Kim, Ji-Hye;Ramakrishna, R.S.
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2002.04b
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    • pp.1183-1186
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    • 2002
  • DNA 의 염기서열 탐색을 위한 유전체학의 다음 세대인 구조유전체학은 유전체 사업으로 인한 인간 게놈지도의 완성과 축적된 생물정보를 이용한 생물정보학의 발달과 함께 급속한 성장을 계속하고 있다. 포스트 게놈 시대를 맞이하여 생명현상에 대한 궁극적인 이해를 위한 노력으로 단백질의 구조와 기능에 대한 연구가 주목을 받게 되었다. 다양한 구조 규명을 위한 도구들과 단백질 정보를 관리하기 위한 데이터베이스 구축에 따른 관련 기술의 발전은, 앞으로 다가올 생물정보의 방대함을 감안할 때, 가치 있는 지식정보를 얻기 위한 데이터 마이닝 기법들을 통해서만 가능하다. 본 논문은 데이터 마이닝의 근간 기술인 연관규칙 마이닝을 응용한 효율적인 서열 연관 규칙 알고리즘을 제안하며, 단백질 구조의 예측을 위한 단백질 서열 및 DNA 서열간의 패턴 비교 및 연관성을 목적으로 한다. 또한, 공간적 시간적 복잡성을 CMS-tree 라는 자료구조를 통해 알고리즘의 확장성 및 병렬화의 기본 알고리즘으로 사용하도록 개발하였다.

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단백질 구조예측작업 에이전트의 프로토타입 설계

  • Nam, Duk-Woo;Jin, Hoon;Kim, In-Chul
    • Proceedings of the Korea Inteligent Information System Society Conference
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    • 2003.05a
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    • pp.239-245
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    • 2003
  • 15년에 걸쳐 수행된 게놈프로젝트의 완성으로 인류는 본격적으로 프로테옴 시대로 접어들게 되었다. 90년대 중반 이후 전세계적으로 다량의 단백질 구조정보 및 예측을 위한 방법들이 소개되고 있지만 각 자원들마다 저장, 관리 형식이 다를 뿐만아니라 이용하는 방법도 어렵다. 또한 결과적으로 컴퓨터기술을 이용한 단백질의 구조예측작업을 제대로 지원하기 어렵다. 본 논문에서는 개방형다중 에이전트 시스템을 통해 이를 해결하고자 했으며 특히 단백질 자원 데이터베이스를 효과적으로 이용하기 위한 에이전트 설계방법에 대하여 기술하고자 한다. 단백질 구조 예측 지원을 위해 효과적인 에이전트 내부 구조를 설계함으로써 점차로 요구되는 온톨로지 기술이나, 자동 예측 기능과 같은 다양한 요구사항들을 충족시킬 수 있을 것이다.

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