Secondary Structure / Gap Penalty Masks

Secondary structure-based penalties 는 sequence alignment의 정확성을 증진시키는 것으로 알려져있다. Clustal X는 이제 profile alignment에 사용되는 입력서열들에 secondary structure/ gap penalty masks를 제공하고 있다.  (주의, secondary structure information은 multiple sequence alignment에서는 사용되지 못한다). Mask들은 특정한 영역들 (typically secondary structure elements)에서 gap penalty들을 올림으로써 gap들이 덜 보존된 영역들 (typically surface loops)에 생기도록 한다.

USE PROFILE 1(2) SECONDARY STRUCTURE / GAP PENALTY MASK options은 profile alignment 동안 입력한 2D-구조 정보 또는 gap penalty mask들이 사용되어질 것인지를 조절한다.

OUTPUT options은 Clustal X output alignments에 secondary structure와 gap penalty masks이 포함될 것인지를 조절한다. 두 개를 다 보여주는 것은 masks가 어떻게 작용하는지를 이해하는데 유용하다. 2D-structure information는 그 자체로 alignment quality를 평가하고 어떻게 residue conservation patterns이 이차구조에 따라 변하는지를 보는데 유용하다.

HELIX and STRAND GAP PENALTY options은  core Alpha Helical (A) and Beta Strand (B) residues에 gap penalty를 올리는데 필요한 값을 제공한다.  CLUSTAL format에서 capital residues는 A and B core structure 표시를 나타낸다. Basic gap penalties는 지정된 양에 의해 곱해진다.

LOOP GAP PENALTY option은 Loop들에서 gap penalty에 대한 값을 제공한다. 이 penalty는 올리지 못하도록 설정되어 있다. CLUSTAL format에서 loop들은 secondary structure 표시에서 "."로 지정된다.

SECONDARY STRUCTURE TERMINAL PENALTY 는 2차구조의 말단들에 gap penalty를 정하는 값들을 제공한다. 이차구조의 말단들은 다른 구조들과 비교할 때 길어지거나 짧아지는 것으로 알려져 있다. 따라서 core penalty들보다는 낮은 중간 값이 설정되어 있다. CLUSTAL format에서 소문자로 읽혀지는 모든 이차구조는 감소된 terminal penalty를 가진다.

HELIX and STRAND TERMINAL POSITIONS options은 중간 penalty들을 가지는 구조 말단들의 범위를 지정하도록 해준다. Alignment output에서 이들은 소문자로 표시된다. Alpha 나선들에 대해서 그 범위는 end-helical turn (3 residues)로 설정되어 있다. Beta 가닥들에서는 설정값이 말단 잔기와 이웃하는 loop 잔기들에 걸쳐있다. 왜냐하면 서열보존은 자주 실제 수소결합을 이루고 있는 Beta 가닥을 지나 확장되어 나타나기 때문이다.

Clustal X는 SWISS-PROT, CLUSTAL or GDE format input files로부터 mask들을 읽을 수 있다. 많은 3-D protein structures에 대한 이차구조 정보는 SWISS-PROT database entry들의 특성표에 기록되어 있다. 항상 assignment들이 정확한지 점검하라 - 어떤 것은 매우 부정확하다. Clustal X looks for SWISS-PROT HELIX and STRAND assignments e.g.

FT   HELIX       100    115

FT   STRAND      118    119

구조와 penalty mask들은 CLUSTAL alignment format에서 "!SS_" 또는 "!GM_"로 시작하는 comment lines을 가진다.

예를 들어,

!SS_HBA_HUMA    ..aaaAAAAAAAAAAaaa.aaaAAAAAAAAAAaaaaaaAaaa.........aaaAAAAAA

!GM_HBA_HUMA    112224444444444222122244444444442222224222111111111222444444

HBA_HUMA        VLSPADKTNVKAAWGKVGAHAGEYGAEALERMFLSFPTTKTYFPHFDLSHGSAQVKGHGK

Mask 그 자체는 1과 9 사이의 숫자들의 세트로서 각각은 같은 행에 있는 잔기들에 지정되어 있다.

GDE flat file format에서 masks는 text로 지정되어 있고 그 이름은 "SS_ 또는 "GM_로 시작되어야만 한다.

구조 또는 penalty mask 또는 둘 다가 사용될 수도 있다. 만약 둘 다가 배열에 포함되면 어느 것을 사용할 것인지 질문을 받게된다.