bioinformatics - 在源代码中编码 Blosum62

Question

我正在尝试使用“Needleman -Wunsch”的“全局比对”算法来实现蛋白质成对序列比对。

我不清楚如何在我的源代码中包含“Blosum62 矩阵”来进行评分或填充二维矩阵？

我用谷歌搜索发现大多数人建议使用包含标准“Blosum62 矩阵”的平面文件。这是否意味着我需要从这个平面文件中读取并填写我的编码“Blosum62 Martrix”？

此外，另一种方法可能是使用一些数学公式并将其包含在您的编程逻辑中以构建“Blosum62 矩阵”。但不太确定这个选项。

欢迎任何想法或见解。

谢谢。

Answer 1

了解您使用的是哪种语言会有所帮助，这样我们就可以帮助您使用正确的术语，但我所做的是使用 map 中的 map (如果您使用的是 Python，则使用字典)。

这是我在 Groovy 中的代码示例，但它可以很好地移植到其他语言:

def blosum62 = [
Cys:[Cys:9, Ser:-1, Thr:-1, Pro:-3, Ala:0,  Gly:-3, Asn:-3, Asp:-3, Glu:-4, Gln:-3, His:-3, Arg:-3, Lys:-3, Met:-1, Ile:-1, Leu:-1, Val:-1, Phe:-2, Tyr:-2, Trp:-2],
Ser:[Cys:-1,Ser:4,  Thr:1,  Pro:-1, Ala:1,  Gly:0,  Asn:1,  Asp:0,  Glu:0,  Gln:0,  His:-1, Arg:-1, Lys:0,  Met:-1, Ile:-2, Leu:-2, Val:-2, Phe:-2, Tyr:-2, Trp:-3],
Thr:[Cys:-1,Ser:1,  Thr:4,  Pro:1,  Ala:-1, Gly:1,  Asn:0,  Asp:1,  Glu:0,  Gln:0,  His:0,  Arg:-1, Lys:0,  Met:-1, Ile:-2, Leu:-2, Val:-2, Phe:-2, Tyr:-2, Trp:-3],
Pro:[Cys:-3,Ser:-1, Thr:1,  Pro:7,  Ala:-1, Gly:-2, Asn:-1, Asp:-1, Glu:-1, Gln:-1, His:-2, Arg:-2, Lys:-1, Met:-2, Ile:-3, Leu:-3, Val:-2, Phe:-4, Tyr:-3, Trp:-4],
Ala:[Cys:0, Ser:1,  Thr:-1, Pro:-1, Ala:4,  Gly:0,  Asn:-1, Asp:-2, Glu:-1, Gln:-1, His:-2, Arg:-1, Lys:-1, Met:-1, Ile:-1, Leu:-1, Val:-2, Phe:-2, Tyr:-2, Trp:-3],
Gly:[Cys:-3,Ser:0,  Thr:1,  Pro:-2, Ala:0,  Gly:6,  Asn:-2, Asp:-1, Glu:-2, Gln:-2, His:-2, Arg:-2, Lys:-2, Met:-3, Ile:-4, Leu:-4, Val:0,  Phe:-3, Tyr:-3, Trp:-2],
Asn:[Cys:-3,Ser:1,  Thr:0,  Pro:-2, Ala:-2, Gly:0,  Asn:6,  Asp:1,  Glu:0,  Gln:0,  His:-1, Arg:0,  Lys:0,  Met:-2, Ile:-3, Leu:-3, Val:-3, Phe:-3, Tyr:-2, Trp:-4],
Asp:[Cys:-3,Ser:0,  Thr:1,  Pro:-1, Ala:-2, Gly:-1, Asn:1,  Asp:6,  Glu:2,  Gln:0,  His:-1, Arg:-2, Lys:-1, Met:-3, Ile:-3, Leu:-4, Val:-3, Phe:-3, Tyr:-3, Trp:-4],
Glu:[Cys:-4,Ser:0,  Thr:0,  Pro:-1, Ala:-1, Gly:-2, Asn:0,  Asp:2,  Glu:5,  Gln:2,  His:0,  Arg:0,  Lys:1,  Met:-2, Ile:-3, Leu:-3, Val:-3, Phe:-3, Tyr:-2, Trp:-3],
Gln:[Cys:-3,Ser:0,  Thr:0,  Pro:-1, Ala:-1, Gly:-2, Asn:0,  Asp:0,  Glu:2,  Gln:5,  His:0,  Arg:1,  Lys:1,  Met:0,  Ile:-3, Leu:-2, Val:-2, Phe:-3, Tyr:-1, Trp:-2],
His:[Cys:-3,Ser:-1, Thr:0,  Pro:-2, Ala:-2, Gly:-2, Asn:1,  Asp:1,  Glu:0,  Gln:0,  His:8,  Arg:0,  Lys:-1, Met:-2, Ile:-3, Leu:-3, Val:-2, Phe:-1, Tyr:2,  Trp:-2],
Arg:[Cys:-3,Ser:-1, Thr:-1, Pro:-2, Ala:-1, Gly:-2, Asn:0,  Asp:-2, Glu:0,  Gln:1,  His:0,  Arg:5,  Lys:2,  Met:-1, Ile:-3, Leu:-2, Val:-3, Phe:-3, Tyr:-2, Trp:-3],
Lys:[Cys:-3,Ser:0,  Thr:0,  Pro:-1, Ala:-1, Gly:-2, Asn:0,  Asp:-1, Glu:1,  Gln:1,  His:-1, Arg:2,  Lys:5,  Met:-1, Ile:-3, Leu:-2, Val:-3, Phe:-3, Tyr:-2, Trp:-3],
Met:[Cys:-1,Ser:-1, Thr:-1, Pro:-2, Ala:-1, Gly:-3, Asn:-2, Asp:-3, Glu:-2, Gln:0,  His:-2, Arg:-1, Lys:-1, Met:5,  Ile:1,  Leu:2,  Val:-2, Phe:0,  Tyr:-1, Trp:-1],
Ile:[Cys:-1,Ser:-2, Thr:-2, Pro:-3, Ala:-1, Gly:-4, Asn:-3, Asp:-3, Glu:-3, Gln:-3, His:-3, Arg:-3, Lys:-3, Met:1,  Ile:4,  Leu:2,  Val:1,  Phe:0,  Tyr:-1, Trp:-3],
Leu:[Cys:-1,Ser:-2, Thr:-2, Pro:-3, Ala:-1, Gly:-4, Asn:-3, Asp:-4, Glu:-3, Gln:-2, His:-3, Arg:-2, Lys:-2, Met:2,  Ile:2,  Leu:4,  Val:3,  Phe:0,  Tyr:-1, Trp:-2],
Val:[Cys:-1,Ser:-2, Thr:-2, Pro:-2, Ala:0,  Gly:-3, Asn:-3, Asp:-3, Glu:-2, Gln:-2, His:-3, Arg:-3, Lys:-2, Met:1,  Ile:3,  Leu:1,  Val:4,  Phe:-1, Tyr:-1, Trp:-3],
Phe:[Cys:-2,Ser:-2, Thr:-2, Pro:-4, Ala:-2, Gly:-3, Asn:-3, Asp:-3, Glu:-3, Gln:-3, His:-1, Arg:-3, Lys:-3, Met:0,  Ile:0,  Leu:0,  Val:-1, Phe:6,  Tyr:3,  Trp:1],
Tyr:[Cys:-2,Ser:-2, Thr:-2, Pro:-3, Ala:-2, Gly:-3, Asn:-2, Asp:-3, Glu:-2, Gln:-1, His:2,  Arg:-2, Lys:-2, Met:-1, Ile:-1, Leu:-1, Val:-1, Phe:3,  Tyr:7,  Trp:2],
Trp:[Cys:-2,Ser:-3, Thr:-3, Pro:-4, Ala:-3, Gly:-2, Asn:-4, Asp:-4, Glu:-3, Gln:-2, His:-2, Arg:-3, Lys:-3, Met:-1, Ile:-3, Leu:-2, Val:-3, Phe:1,  Tyr:2,  Trp:11]
]

使用这个你可以调用

def score = blosum62[Arg][Cys]
println("Substituting Arg by Cys gives " + score)