CASP ( Critical Assessment of Protein Structure Prediction ) on laajamittainen koe proteiinirakenteiden ennustamiseksi . Se on järjestetty vuodesta 1994 lähtien kahden vuoden välein. [1] CASP testaa objektiivisesti proteiinirakenteen ennustusmenetelmiä ja tarjoaa riippumattoman arvion rakenteellisesta mallintamisesta. CASP:n päätavoitteena on auttaa parantamaan menetelmiä proteiinien kolmiulotteisen rakenteen määrittämiseksi niiden aminohapposekvensseistä . Hankkeeseen osallistuu jatkuvasti yli 100 tutkimusryhmää. CASP:tä pidetään maailmanlaajuisena kilpailuna rakennemallinnuksen tieteessä.
Yksi CASP:n pääperiaatteista on, että osallistujilla ei ole muuta ennakkotietoa proteiinista kuin aminohapposekvenssi. Tästä syystä CASP käyttää kaksoissokkomenetelmää – järjestäjät, asiantuntijat tai osallistujat eivät tiedä testattujen proteiinien rakennetta ennen ennustusvaiheen loppua.
Testatut proteiinit ovat useimmiten erottumattomia rakenteita, jotka on saatu röntgendiffraktioanalyysillä ja NMR :llä . Se voi myös olla jo ratkaistuja rakenteita, mutta ei Protein Data Bankissa .
Valituilla proteiineilla voi olla sekvenssihomologeja tunnetuilla rakenteilla. Tämä voidaan määrittää käyttämällä BLAST- tai HHsearch- sekvenssikohdistusta . Rakenteen mallintaminen homologialla on sallittua.
Jos homologeja tai niiden rakenteita ei ole, käytetään de novo -rakenteen ennustusmenetelmää . Esimerkki tällaisesta menetelmästä on Rosetta . Tällä hetkellä tätä suuntaa voidaan soveltaa pieniin proteiineihin (enintään 100-150 aminohappoa). Tästä syystä täysin uusien rakenteiden luokka ei ole edustettuna CASP:ssä. [2]
Pääasiallinen tulosten arviointimenetelmä on ennustettujen rakenteiden Cα-atomien paikkojen vertailu ja kohdemalli.
Vertailu visualisoidaan käyttämällä etäisyyksien kumulatiivista jakautumaa ekvivalenttien Cα-atomiparien välillä mallin ja rakenteiden rakenteellisessa kohdistuksessa . Kuvassa on esimerkki, kohdemalli vastaa kaavion nolla-arvoa.
Ennusteen laadun numeerinen ominaisuus on GDT-TS (Global Distance Test - Total Score) . Se kuvaa ennustetun rakenteen hyvin mallinnettujen jäännösten prosenttiosuutta.
De novo -ennusteita arvioi myös asiantuntijapaneeli, koska numeeriset menetelmät antavat epäjohdonmukaisia tuloksia hyvin erilaisille rakenteille (ja de novo -menetelmät antavat todennäköisemmin virheellisiä rakenteita ja ovat vaikeimmin arvioitavia). [3]
Tarkimmat ennusteet voidaan arvioida vertaamalla kohderakenteen kiteen. [neljä]
Eri luokkiin voidaan käyttää erilaisia arviointimenetelmiä:
CASP-tulokset julkaistaan Proteins -lehden erikoisnumeroissa . Artikkelit ovat saatavilla CASP:n virallisen verkkosivuston kautta. [5]
Numeron pääartikkeli kuvaa itse kokeilua. [6] [7] Numeron viimeinen artikkeli on omistettu rakennemallinnuksen tieteen kehitykselle. [8] [9]