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CASP #
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세계 단백질 구조 예측 대회 #

Post-Genome 시대에서 가장 중요한 과제 중 하나인 단백질 구조 예측은 구조예측방법 및 예측률의 정확성 향상을 위하여 1994년에 최초로 세계 단백질 구조 예측 대회(CASP,http://predictioncenter.org/)를 시작하였고, 그 후 2년마다 열리고 있다. CASP는 The Critical Assessment of protein Structure Prediction 의 약자이다. 1994년 1회의 CASP1을 시작으로 2014년 CASP11까지 진행되었다. CASP에서는 구조 예측이 진행 되었으며, 예측에 대한 평가 결과는 그해 12월에 발표된다. CASP 의 주최측(미국 정부 연구소인 Lawrence Livermore NationalLaboratory)에서는 삼차 구조가 알려지지 않았지만 곧 구조가 실험으로 결정될 단백질들의 서열을 전 세계의 실험그룹들로부터 모아서 CASP문제들을 출제한다. 구조 예측을 원하는 그룹들은 여름 동안 삼차 구조가 알려지지 않은 단백질들의 구조를 이론적으로 예측하여 각 문제마다 달리 정해진 마감일 전에 예측한 결과를 주최측에 제출하여야 한다. 어떤 문제들은 마감일 전에 정답이 알려져서 문제가 취소되기도 한다.

CASP

<그림1. Protein Structure Prediction Center와 CASP>

CASP(2004 CASP6) #

CASP 대회의 구조예측 방법은 세분화되며, 대회를 이해하는데 도움이 되도록 2004년 CASP6에 진행한 평가 내용을 서술하도록 하겠다. 내용을 통하여 구조예측 방법에 대해 접하는것도 좋은 기회일 것이다.

전 세계에서 266 그룹이 2004년 여름 동안 단백질 구조 예측에 참가하였다. 같은 해 가을에 주최 측이 정한 평가(evaluation)단에 의해서 예측 결과들이 평가된다. 주어진 문제의 단백질 아미노산 서열에 따라서 서로 다른 방법을 적용하여야 하고 예측 정확도도 크게 다르기 때문에, 주최 측에서는 서로다른 세 분야(Comparative Modeling, Fold Recognition, New Fold 방법)의 평가단을 따로 구성해서 예측 결과들을 평가하며, 구조 예측 그룹에게는 아미노산 서열만이 주어지기 때문에, 구조 예측 그룹은 주어진 문제가 어떤 경우에 해당하는지 먼저 결정해야한다. 즉 문제 유형을 먼저 파악해야하지만, 이 또한 아직 완전히 해결되지 않은 어려운 문제이다. CASP6 평가에서 가장 두드러진 특징은 Fold Recognition 분야에 속하는 문제들을 크게 두 분야 - Fold Recognition/Homology(FR/H) 문제와FoldRecognition/Analogy(FR/A) 문제 - 로 다시 세분하였다는 점이다. FR/H 에속하는 문제는 어렵지만 친족 관계(homology)를 확실히 찾을 수 있는 경우이고, FR/A 에 속하는 문제는 친족 관계가 불분명해서 FR/H 문제보다어려운 경우에 해당한다. CASP6 예측 그룹들이 사용한 방법들에서 나타난새로운 경향은 Comparative Modeling(CM) 분야의 문제들에 사용한 방법들과 FR/H 분야의 문제들에 사용한 방법들의 경계선이 모호해 졌고, 동시에 FR/A 분야의 문제들에 사용한 방법들과 New Fold(NF) 분야의 문제들에 사용한 방법들의 경계선이 모호해 졌다는 점이다.]

2014년에 진행한 CASP11은 207개 그룹이 참석하여 58,835개의 모델을 예측하였다.

CASP11

<그림2. CASP11의 통계정보>

CASP의 활용 #

CASP 대회에서 수집한 구조데이터 정보는 구조를 예측하기 위한 기초데이터 또는 주형 정보를 활용이 가능하다. I-TASSER(2006-2012 CASP 대회 정보 활용 - CASP7, CASP8, CASP9 and CASP10), HHpred(2010 CASP9 대히에서 예측한 단백질 구조정보를 주형으로 활용), RaptorX(2010 CASP9 대회의 타겟정보와 정렬하여 활용)등의 프로그램은 CASP 정보를 활용하여 구조를 예측한다.

출처 #

https://www.cheric.org/files/research/ip/p200509/p200509-501.pdf
http://predictioncenter.org/

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