CASP ( Critical Assessment of Protein Structure Prediction ) je rozsáhlý experiment na predikci proteinových struktur . Koná se od roku 1994 s frekvencí každé dva roky. [1] CASP objektivně testuje metody predikce struktury proteinů a poskytuje nezávislé posouzení strukturálního modelování. Hlavním cílem CASP je pomoci zlepšit metody pro určování trojrozměrné struktury proteinů z jejich aminokyselinových sekvencí . Na projektu se průběžně podílí více než 100 výzkumných skupin. CASP je považován za celosvětovou soutěž ve vědě o strukturálním modelování.
Jedním z hlavních principů CASP je, že účastníci nemají žádné předchozí informace o proteinu kromě aminokyselinové sekvence. Z tohoto důvodu používá CASP metodu dvojitě zaslepené – ani organizátoři, ani odborníci, ani účastníci neznají strukturu testovaných proteinů až do konce predikční fáze.
Testovanými proteiny jsou nejčastěji nerozlišené struktury získané rentgenovou difrakční analýzou a NMR . Může se také jednat o již vyřešené struktury, které však nejsou uvedeny v Protein Data Bank .
Vybrané proteiny mohou mít sekvenční homology se známými strukturami. To lze určit pomocí BLAST nebo HHsearch sekvenčního zarovnání . Další modelování struktury homologií je povoleno.
Pokud neexistují žádné homology nebo jejich struktury, použije se metoda de novo předpovědi struktury . Příkladem takové metody je Rosetta . V současné době je tento směr použitelný pro malé proteiny (ne více než 100-150 aminokyselin). Z tohoto důvodu není v CASP zastoupena kategorie zcela nových struktur. [2]
Hlavní metodou pro vyhodnocení výsledků je porovnání poloh atomů Cα predikovaných struktur a cílového modelu.
Srovnání je vizualizováno pomocí kumulativní distribuce vzdáleností mezi páry ekvivalentních atomů Ca ve strukturním zarovnání modelu a struktur. Příklad je na obrázku, cílový model odpovídá nulové hodnotě na grafu.
Číselná charakteristika kvality predikce je GDT-TS (Global Distance Test - Total Score) . Popisuje procento dobře modelovaných reziduí předpokládané struktury.
De novo předpovědi jsou také hodnoceny panelem odborníků, protože numerické metody poskytují nekonzistentní výsledky pro velmi odlišné struktury (a de novo metody s větší pravděpodobností poskytují nesprávné struktury a jejich vyhodnocení je nejobtížnější). [3]
Nejpřesnější předpovědi lze vyhodnotit porovnáním s krystalem cílové struktury. [čtyři]
Pro různé kategorie lze použít různé metody hodnocení:
Výsledky CASP jsou publikovány ve speciálních číslech časopisu Proteins . Články jsou přístupné přes oficiální web CASP. [5]
Hlavní článek čísla popisuje samotný experiment. [6] [7] Závěrečný článek čísla je věnován vývoji nauky o strukturálním modelování. [8] [9]