Abstract

Metoda głównych składowych (ang. principal component analysis, PCA) jest jednym z najpopularniejszych statystycznych narzędzi do wielowymiarowej analizy dużego zestawu danych. Pozwala ona na przekształcenie danego zbioru wzajemnie skorelowanych cech (zmiennych) w nowy układ cech wzajemnie nieskorelowanych (tzw. głównych składowych), który jest porównywalny z układem pierwotnym - zastosowanie PCA upraszcza więc w znaczny sposób strukturę danych.Metoda głównych składowych stosowana jest we wszelkiego rodzaju analizach statystycznych i chemometrycznych. Znalazła również zastosowanie w komputerowych metodach badań opartych na symulacjach otrzymanych za pomocą dynamiki molekularnej.Trajektoria dynamiczna, będąca wynikiem takiej symulacji dla danego układu, jest zapisem ruchów symulowanej cząsteczki w danym przedziale czasu. Jednakże, jedynie mała część tych ruchów odzwierciedla zmiany istotne z punktu widzenia funkcjonalności molekuły; większość jest wynikiem szumów powstałych na skutek lokalnych fluktuacji struktury. Zastosowanie metody głównych składowych umożliwia wyodrębnienie jedynie istotnych zmian zachodzących w strukturze cząsteczki. Ponadto, PCA ułatwia dostrzeżenie korelacji w ruchach fragmentów struktury często bardzo od siebie odległych. Korelacje te w dużej mierze mają ważne znaczenie biologiczne i są ściśle powiązane z pełnioną przez dane cząsteczki rolą, tak więc analiza tych korelacji może pozwolić zaproponować ich ewentualne znaczenie funkcjonalne.Powyższa metoda została zastosowana do analizy trajektorii tetrameru domen fruktozowych enzymu syntazy glukozamino-6-fosforanu; jej użycie pozwoliło wyodrębnić fragmenty struktury ulegające największym zmianom podczas symulacji. Najistotniejszym i zarazem najbardziej ruchomym elementem okazał się być tzw. ogon-C, obejmujący 18 C-końcowych aminokwasów analizowanego białka. Porównanie zachowania tego fragmentu dla symulacji cząsteczki w stanie wolnym oraz związanej ze swym fizjologicznym inhibitorem, UDP-GlcNAc, pozwoliło zaproponować rolę ogona-C w mechanizmie inhibicji syntazy glukozamino-6-fosforanu zachodzącej pod wpływem UDP-GlcNAc.

Authors (3)