• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

高质量、可定制的 RNA 三维结构比对启发式方法。

High-quality, customizable heuristics for RNA 3D structure alignment.

机构信息

Institute of Computing Science, Poznan University of Technology, 60-965 Poznan, Poland.

Department of Structural Bioinformatics, Institute of Bioorganic Chemistry, Polish Academy of Sciences, 61-704 Poznan, Poland.

出版信息

Bioinformatics. 2023 May 4;39(5). doi: 10.1093/bioinformatics/btad315.

DOI:10.1093/bioinformatics/btad315
PMID:37166444
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10199316/
Abstract

MOTIVATION

Tertiary structure alignment is one of the main challenges in the computer-aided comparative study of molecular structures. Its aim is to optimally overlay the 3D shapes of two or more molecules in space to find the correspondence between their nucleotides. Alignment is the starting point for most algorithms that assess structural similarity or find common substructures. Thus, it has applications in solving a variety of bioinformatics problems, e.g. in the search for structural patterns, structure clustering, identifying structural redundancy, and evaluating the prediction accuracy of 3D models. To date, several tools have been developed to align 3D structures of RNA. However, most of them are not applicable to arbitrarily large structures and do not allow users to parameterize the optimization algorithm.

RESULTS

We present two customizable heuristics for flexible alignment of 3D RNA structures, geometric search (GEOS), and genetic algorithm (GENS). They work in sequence-dependent/independent mode and find the suboptimal alignment of expected quality (below a predefined RMSD threshold). We compare their performance with those of state-of-the-art methods for aligning RNA structures. We show the results of quantitative and qualitative tests run for all of these algorithms on benchmark sets of RNA structures.

AVAILABILITY AND IMPLEMENTATION

Source codes for both heuristics are hosted at https://github.com/RNApolis/rnahugs.

摘要

动机

三级结构比对是计算机辅助分子结构比较研究的主要挑战之一。其目的是在空间中最佳地叠加两个或多个分子的 3D 形状,以找到它们的核苷酸之间的对应关系。比对是评估结构相似性或查找公共子结构的大多数算法的起点。因此,它在解决各种生物信息学问题方面具有应用,例如在搜索结构模式、结构聚类、识别结构冗余和评估 3D 模型的预测准确性方面。迄今为止,已经开发了几种工具来对齐 RNA 的 3D 结构。然而,它们中的大多数不适用于任意大的结构,并且不允许用户对优化算法进行参数化。

结果

我们提出了两种可定制的启发式方法,用于灵活对齐 3D RNA 结构,即几何搜索(GEOS)和遗传算法(GENS)。它们以序列相关/独立模式工作,并找到预期质量(低于预定义 RMSD 阈值)的次优对齐。我们将它们的性能与用于对齐 RNA 结构的最先进方法进行了比较。我们展示了针对所有这些算法在 RNA 结构基准集上运行的定量和定性测试的结果。

可用性和实现

两种启发式方法的源代码托管在 https://github.com/RNApolis/rnahugs 上。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/07ab/10199316/d63fa44b7710/btad315f4.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/07ab/10199316/08c67b21e382/btad315f1.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/07ab/10199316/a92fb1e5aa72/btad315f2.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/07ab/10199316/9e04e9d25111/btad315f3.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/07ab/10199316/d63fa44b7710/btad315f4.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/07ab/10199316/08c67b21e382/btad315f1.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/07ab/10199316/a92fb1e5aa72/btad315f2.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/07ab/10199316/9e04e9d25111/btad315f3.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/07ab/10199316/d63fa44b7710/btad315f4.jpg

相似文献

1
High-quality, customizable heuristics for RNA 3D structure alignment.高质量、可定制的 RNA 三维结构比对启发式方法。
Bioinformatics. 2023 May 4;39(5). doi: 10.1093/bioinformatics/btad315.
2
RNAhugs web server for customized 3D RNA structure alignment.RNAhugs 网络服务器,用于定制的 3D RNA 结构比对。
Nucleic Acids Res. 2024 Jul 5;52(W1):W348-W353. doi: 10.1093/nar/gkae259.
3
RNA-align: quick and accurate alignment of RNA 3D structures based on size-independent TM-scoreRNA.RNA-align:基于与尺寸无关的 TM-scoreRNA 的快速准确的 RNA 3D 结构比对
Bioinformatics. 2019 Nov 1;35(21):4459-4461. doi: 10.1093/bioinformatics/btz282.
4
R3D Align: global pairwise alignment of RNA 3D structures using local superpositions.R3D Align:使用局部叠加进行 RNA 3D 结构的全局两两比对。
Bioinformatics. 2010 Nov 1;26(21):2689-97. doi: 10.1093/bioinformatics/btq506. Epub 2010 Oct 6.
5
FR3D: finding local and composite recurrent structural motifs in RNA 3D structures.FR3D:在RNA三维结构中寻找局部和复合重复结构基序
J Math Biol. 2008 Jan;56(1-2):215-52. doi: 10.1007/s00285-007-0110-x. Epub 2007 Aug 11.
6
DrTransformer: heuristic cotranscriptional RNA folding using the nearest neighbor energy model.DrTransformer:基于最近邻能模型的启发式共转录 RNA 折叠。
Bioinformatics. 2023 Jan 1;39(1). doi: 10.1093/bioinformatics/btad034.
7
R3D-BLAST2: an improved search tool for similar RNA 3D substructures.R3D-BLAST2:一种改进的 RNA 三维结构相似性搜索工具。
BMC Bioinformatics. 2017 Dec 28;18(Suppl 16):574. doi: 10.1186/s12859-017-1956-6.
8
iPARTS: an improved tool of pairwise alignment of RNA tertiary structures.iPARTS:一种改进的 RNA 三级结构比对工具。
Nucleic Acids Res. 2010 Jul;38(Web Server issue):W340-7. doi: 10.1093/nar/gkq483. Epub 2010 May 27.
9
RNA structural alignments, part I: Sankoff-based approaches for structural alignments.RNA结构比对,第一部分:基于 Sankoff 算法的结构比对方法。
Methods Mol Biol. 2014;1097:275-90. doi: 10.1007/978-1-62703-709-9_13.
10
Vargas: heuristic-free alignment for assessing linear and graph read aligners.瓦尔加斯:用于评估线性和图形读取对齐程序的无启发式对齐。
Bioinformatics. 2020 Jun 1;36(12):3712-3718. doi: 10.1093/bioinformatics/btaa265.

引用本文的文献

1
ARTEMIS: a method for topology-independent superposition of RNA 3D structures and structure-based sequence alignment.ARTEMIS:一种用于 RNA 三维结构和基于结构的序列比对的拓扑独立叠加的方法。
Nucleic Acids Res. 2024 Oct 14;52(18):10850-10861. doi: 10.1093/nar/gkae758.
2
RNAhugs web server for customized 3D RNA structure alignment.RNAhugs 网络服务器,用于定制的 3D RNA 结构比对。
Nucleic Acids Res. 2024 Jul 5;52(W1):W348-W353. doi: 10.1093/nar/gkae259.
3
A comprehensive survey of long-range tertiary interactions and motifs in non-coding RNA structures.
非编码 RNA 结构中长程三级相互作用和基序的综合调查。
Nucleic Acids Res. 2023 Sep 8;51(16):8367-8382. doi: 10.1093/nar/gkad605.