KR102598390B1 - Method for identifying a binding site having selectivity of a target protein - Google Patents
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Abstract
본 개시의 일 실시예에 따라 타겟 단백질의 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하는 방볍 및 이를 이용한 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 개시된다. 구체적으로, 본 개시에 따르면, 컴퓨팅 장치가, 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위에 대응하는 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위를 결정하고, 결정된 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위 및 상기 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위를 비교하고, 상기 비교에 기초하여, 상기 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위 중 상기 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위와의 관계에서 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하고, 상기 식별된 결합 부위에 포함된, 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 식별한다.According to an embodiment of the present disclosure, a method for identifying a binding site having selectivity for a target protein and a computer program stored in a computer-readable storage medium using the same are disclosed. Specifically, according to the present disclosure, a computing device determines one or more binding sites of a homologous protein that correspond to one or more binding sites of a target protein, and determines one or more binding sites of the determined target protein and one or more binding sites of the homologous protein. Compare, and based on the comparison, identify a binding site having selectivity in relationship with one or more binding sites of the homologous protein among the one or more binding sites of the target protein, and selectivity included in the identified binding site. Identify the amino acid residues that contribute to .
Description
본 발명은 타겟 단백질의 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 타겟 단백질과 상동 단백질의 각 결합 부위의 유사성을 분석하고 화합물이 타겟 단백질에 선택적으로 결합할 수 있는 결합 부위를 식별하고 이를 시각화하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for identifying a binding site with selectivity for a target protein. More specifically, the similarity of each binding site between the target protein and the homologous protein is analyzed and the binding site where the compound can selectively bind to the target protein is identified. It's about identifying and visualizing it.
신약의 개발에 있어, 약물이 타겟으로 하는 특정 단백질과 결합하지만 타겟 단백질과 유사한 서열과 구조를 가지는 상동 단백질과는 결합하지 않는 성질, 즉 선택성을 판별하는 과정은 매우 중요하다. 선택성을 판별하기 위해서는 타겟 단백질과 상동 단백질의 아미노산 서열 및 3차원 구조를 비교 분석하고, 약물이 결합할 것으로 예상되는 부위에서 서로 차이가 발생하는 아미노산 서열 및 구조를 찾아내야 한다.In the development of new drugs, the process of determining selectivity, that is, the property that a drug binds to a specific protein it targets but does not bind to a homologous protein with a similar sequence and structure to the target protein, is very important. In order to determine selectivity, the amino acid sequence and three-dimensional structure of the target protein and the homologous protein must be compared and analyzed, and amino acid sequences and structures that differ from each other at the site where the drug is expected to bind must be found.
이러한 과정에서 타겟 단백질과 상동 단백질의 아미노산 서열 및 3차원 구조를 정렬하여 비교할 수 있는 방법들이 개발되어 왔으나, 사용자가 각 단백질의 아미노산 서열과 3차원 구조를 분석하는 작업을 개별적으로 수행한 후 데이터를 취합하여 선택성 여부를 판별해야 하는 불편함이 있다. 따라서 선택성을 판별하기 위한 각 단계를 자동화함과 더불어 분석을 통해 얻은 아미노산 서열 및 구조 비교 정보를 시각화하고자 하는 요구가 당업계에 존재한다.In this process, methods have been developed to compare the amino acid sequence and three-dimensional structure of the target protein and the homologous protein by aligning them. However, the data must be collected after the user individually analyzes the amino acid sequence and three-dimensional structure of each protein. There is an inconvenience in having to collect and determine selectivity. Therefore, there is a need in the art to automate each step to determine selectivity and to visualize the amino acid sequence and structural comparison information obtained through analysis.
또한 allosteric drug의 개발 및 PROTAC(Proteolysis-Targeting Chimera)기술의 발달로 단백질의 활성 부위가 아닌 다른 결합 부위에 결합하는 물질을 개발하려는 시도가 늘어나고 있어, 다른 결합 부위에서도 타겟 단백질과 상동 단백질에서 선택성을 갖는 부위를 판별하고자 하는 요구가 당업계에 존재한다.In addition, with the development of allosteric drugs and the development of PROTAC (Proteolysis-Targeting Chimera) technology, there are increasing attempts to develop substances that bind to binding sites other than the active site of a protein, thereby providing selectivity for target proteins and homologous proteins in other binding sites as well. There is a need in the art to determine the part that has.
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위 중 상동 단백질의 대응하는 결합 부위와 비교하여 약물에 대해 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하고, 해당 결합 부위를 구성하는 아미노산 잔기에 대한 정보를 시각화하는 방법을 만드는 것을 목적으로 한다.The present disclosure has been made in response to the above-mentioned background technology, and identifies a binding site that has selectivity for a drug compared to the corresponding binding site of a homologous protein among one or more binding sites of a target protein, and constitutes the binding site. The goal is to create a method to visualize information about amino acid residues.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라, 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은, 컴퓨팅 장치의 하나 이상의 프로세서에 의해 수행되는 타겟 단백질의 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하는 방법으로서, 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위에 대응하는 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위를 결정하는 단계; 상기 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위 및 상기 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위를 비교하는 단계; 상기 비교에 기초하여, 상기 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위 중, 상기 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위와의 관계에서 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하는 단계; 및 상기 식별된 결합 부위에 포함된, 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problem, a method for identifying a binding site with selectivity is disclosed. The method is a method of identifying a selective binding site of a target protein, performed by one or more processors of a computing device, comprising: determining one or more binding sites of a homologous protein corresponding to one or more binding sites of the target protein; Comparing one or more binding sites of the target protein and one or more binding sites of the homologous protein; Based on the comparison, identifying a binding site that has selectivity in relation to one or more binding sites of the homologous protein among the one or more binding sites of the target protein; And it may include identifying amino acid residues that contribute to selectivity contained in the identified binding site.
대안적 실시예에서, 상기 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위에 대응하는 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위를 결정하는 단계 이전에: 상기 타겟 단백질과 상동 단백질의 3차원 구조를 정렬하는 단계; 및 상기 타겟 단백질의 3차원 구조로부터 결합이 가능한 하나 이상의 결합 부위를 예측하는 동작, 또는 사용자의 입력에 기초하여 상기 타겟 단백질의 3차원 구조에서 분석하고자 하는 결합 부위를 지정하는 동작 중 적어도 하나의 동작을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an alternative embodiment, prior to determining one or more binding sites of a homologous protein that correspond to one or more binding sites of the target protein, the step includes: aligning three-dimensional structures of the target protein and the homologous protein; And at least one operation of predicting one or more binding sites capable of binding from the three-dimensional structure of the target protein, or specifying a binding site to be analyzed in the three-dimensional structure of the target protein based on a user's input. It may further include steps of performing.
대안적 실시예에서, 상기 비교에 기초하여, 상기 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위 중, 상기 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위와의 관계에서 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하는 단계는: 평가 함수를 이용하여 상기 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위와 상기 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위들의 유사도를 평가하는 단계; 및 상기 유사도가 일정 기준 이하인 상기 타겟 단백질의 결합 부위를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment, based on the comparison, identifying a binding site among the one or more binding sites of the target protein that has selectivity in relation to one or more binding sites of the homologous protein comprises: using an evaluation function. Evaluating the similarity between one or more binding sites of the target protein and one or more binding sites of the homologous protein; And it may include the step of identifying a binding site of the target protein whose similarity is below a certain standard.
대안적 실시예에서, 상기 유사도는, 아미노산 서열의 유사도, 단백질 구조 유사도, 결합 부위의 부피의 유사도, 결합 부위의 모양의 유사도, 또는 소수성(hydrophobicity)의 유사도, 결합 부위의 정전기학 성질(Electrostatics properties)의 유사도중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In alternative embodiments, the similarity may include similarity in amino acid sequence, similarity in protein structure, similarity in volume of the binding site, similarity in shape of the binding site, or similarity in hydrophobicity, similarity in electrostatics properties of the binding site. ) may include at least one of the similarities.
대안적 실시예에서, 상기 선택성은, 상기 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위와 상기 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위 간 유사도가 높을수록 감소할 수 있다.In alternative embodiments, the selectivity may decrease as the degree of similarity between one or more binding sites of the target protein and one or more binding sites of the homologous protein increases.
상기 식별된 결합 부위에 포함된 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 식별하는 단계는: 상기 식별된 결합 부위를 분석하여 상기 식별된 결합 부위에 포함된 아미노산 잔기를 도출하는 단계; 상기 식별된 결합 부위에 포함된 아미노산 잔기의 보존 점수(conservation score)를 측정하는 단계; 및 상기 보존 점수의 값에 기초하여 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.Identifying amino acid residues contributing to selectivity contained in the identified binding site may include: analyzing the identified binding site to derive amino acid residues contained in the identified binding site; Measuring the conservation score of amino acid residues included in the identified binding site; And it may include identifying amino acid residues that contribute to selectivity based on the value of the conservation score.
대안적 실시예에서, 측정된 상기 보존 점수의 값에 기초하여, 상기 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 상기 타겟 단백질의 서열 또는 3차원 구조에 시각화하는 단계를 더 포함할 수 있다.In an alternative embodiment, the method may further include visualizing amino acid residues contributing to the selectivity in the sequence or three-dimensional structure of the target protein, based on the measured value of the conservation score.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라, 타겟 단백질의 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하기 위한 컴퓨터 프로그램이 개시된다. 상기 프로그램은, 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위에 대응하는 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위를 결정하는 동작; 상기 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위 및 상기 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위를 비교하는 동작; 상기 비교에 기초하여, 상기 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위 중, 상기 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위와의 관계에서 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하는 동작; 및 상기 식별된 결합 부위에 포함된 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 식별하는 동작을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problem, a computer program for identifying a binding site having selectivity for a target protein is disclosed. The program may include determining one or more binding sites of a homologous protein corresponding to one or more binding sites of a target protein; Comparing one or more binding sites of the target protein and one or more binding sites of the homologous protein; Based on the comparison, identifying a binding site that has selectivity in relation to one or more binding sites of the homologous protein among the one or more binding sites of the target protein; And it may include an operation of identifying amino acid residues contributing to selectivity contained in the identified binding site.
전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라, 타겟 단백질의 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하기 위한 컴퓨팅 장치가 개시된다. 상기 컴퓨팅 장치는 적어도 하나의 프로세서 및 메모리를 포함하되, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위에 대응하는 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위를 결정하고, 상기 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위 및 상기 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위를 비교하고, 상기 비교에 기초하여, 상기 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위 중, 상기 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위와의 관계에서 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하고, 그리고 상기 식별된 결합 부위에 포함된 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 식별할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problem, a computing device for identifying a binding site having selectivity for a target protein is disclosed. The computing device includes at least one processor and a memory, wherein the at least one processor determines one or more binding sites of a homologous protein corresponding to one or more binding sites of the target protein, and determines one or more binding sites of the target protein. And comparing one or more binding sites of the homologous protein, and based on the comparison, identifying a binding site that has selectivity in relation to one or more binding sites of the homologous protein among the one or more binding sites of the target protein, And amino acid residues contributing to selectivity contained in the identified binding site can be identified.
본 개시는 타겟 단백질의 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하고, 이를 시각화한 결과물을 제공할 수 있다.The present disclosure can identify a binding site with selectivity for a target protein and provide a visualization result.
본 개시의 실시 예의 설명에 이용되기 위하여 첨부된 아래 도면들은 본 개시의 실시 예들 중 단지 일부일 뿐이며, 본 개시가 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람(이하 "통상의 기술자"라 함)에게 있어서는 신규한 발명에 이르는 노력 없이도 이 도면들에 기초하여 다른 도면들이 얻어질 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 타겟 단백질의 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하기 위한 동작을 수행하는 컴퓨팅 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 타겟 단백질의 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하고 이를 시각화하는 방법에 대한 순서도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 선택성을 가지는 결합 부위의 아미노산을 시각화한 개념도이다.The following drawings attached to be used in explaining the embodiments of the present disclosure are only some of the embodiments of the present disclosure, and for those skilled in the art (hereinafter referred to as “ordinary skilled in the art”), Other drawings can be obtained based on these drawings without effort leading to new inventions.
1 is a block diagram of a computing device that performs an operation to identify a binding site with selectivity for a target protein according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a brief, general schematic diagram of an example computing environment in which embodiments of the present disclosure may be implemented.
Figure 3 is a flowchart of a method for identifying and visualizing a binding site with selectivity for a target protein according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 4 is a conceptual diagram visualizing amino acids in a binding site with selectivity according to an embodiment of the present disclosure.
본 개시는 타겟 단백질의 결합 부위 중 상동 단백질의 대응하는 결합 부위에 대하여 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하고, 그 결합 부위를 구성하는 아미노산 잔기 중 선택성에 중요한 영향을 미치는 아미노산 잔기를 식별하여 이를 단백질의 서열 또는 3D구조에 시각화하는 방법에 대하여 개시한다.The present disclosure identifies a binding site that has selectivity for the corresponding binding site of a homologous protein among the binding sites of a target protein, identifies amino acid residues that have a significant effect on selectivity among the amino acid residues constituting the binding site, and identifies these amino acid residues of the protein. A method for visualizing sequences or 3D structures is disclosed.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명된다. 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 개시의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나, 이러한 실시예들은 이러한 구체적인 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다.Various embodiments are now described with reference to the drawings. In this specification, various descriptions are presented to provide an understanding of the disclosure. However, it is clear that these embodiments may be practiced without these specific descriptions.
본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭한다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 처리과정(procedure), 프로세서, 객체, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치에서 실행되는 애플리케이션 및 컴퓨팅 장치 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있다. 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화 될 수 있다. 일 컴포넌트는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통해 전송되는 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.As used herein, the terms “component,” “module,” “system,” and the like refer to a computer-related entity, hardware, firmware, software, a combination of software and hardware, or an implementation of software. For example, a component may be, but is not limited to, a process running on a processor, a processor, an object, a thread of execution, a program, and/or a computer. For example, both an application running on a computing device and the computing device can be a component. One or more components may reside within a processor and/or thread of execution. A component may be localized within one computer. A component may be distributed between two or more computers. Additionally, these components can execute from various computer-readable media having various data structures stored thereon. Components can transmit signals, for example, with one or more data packets (e.g., data and/or signals from one component interacting with other components in a local system, a distributed system, to other systems and over a network such as the Internet). Depending on the data being transmitted, they may communicate through local and/or remote processes.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Additionally, the term “or” is intended to mean an inclusive “or” and not an exclusive “or.” That is, unless otherwise specified or clear from context, “X utilizes A or B” is intended to mean one of the natural implicit substitutions. That is, either X uses A; X uses B; Or, if X uses both A and B, “X uses A or B” can apply to either of these cases. Additionally, the term “and/or” as used herein should be understood to refer to and include all possible combinations of one or more of the related listed items.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 다만, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Additionally, the terms “comprise” and/or “comprising” should be understood to mean that the corresponding feature and/or element is present. However, the terms “comprise” and/or “comprising” should be understood as not excluding the presence or addition of one or more other features, elements and/or groups thereof. Additionally, unless otherwise specified or the context is clear to indicate a singular form, the singular terms herein and in the claims should generally be construed to mean “one or more.”
그리고, “A또는 B 중 적어도 하나”이라는 용어는, “A만을 포함하는 경우”, “B만을 포함하는 경우”, “A와 B의 구성으로 조합된 경우”를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. And, the term “at least one of A or B” should be interpreted to mean “when it contains only A,” “when it contains only B,” or “when it is a combination of A and B.”
당업자들은 추가적으로 여기서 개시된 실시예들과 관련되어 설명된 다양한 예시적 논리적 블록들, 구성들, 모듈들, 회로들, 수단들, 로직들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양쪽 모두의 조합들로 구현될 수 있음을 인식해야 한다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환성을 명백하게 예시하기 위해, 다양한 예시적 컴포넌트들, 블록들, 구성들, 수단들, 로직들, 모듈들, 회로들, 및 단계들은 그들의 기능성 측면에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능성이 하드웨어로 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전반적인 시스템에 부과된 특정 어플리케이션(application) 및 설계 제한들에 달려 있다. 숙련된 기술자들은 각각의 특정 어플리케이션들을 위해 다양한 방법들로 설명된 기능성을 구현할 수 있다. 다만, 그러한 구현의 결정들이 본 개시내용의 영역을 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다.Those skilled in the art will additionally recognize that the various illustrative logical blocks, components, modules, circuits, means, logic, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented using electronic hardware, computer software, or a combination of both. It must be recognized that it can be implemented with To clearly illustrate the interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, configurations, means, logics, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented in hardware or software will depend on the specific application and design constraints imposed on the overall system. A skilled technician can implement the described functionality in a variety of ways for each specific application. However, such implementation decisions should not be construed as causing a departure from the scope of the present disclosure.
제시된 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예 들로 한정되는 것이 아니다. 본 개시는 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. The description of the presented embodiments is provided to enable anyone skilled in the art to use or practice the present disclosure. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art. The general principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the disclosure. Therefore, the present disclosure is not limited to the embodiments presented herein. This disclosure is to be interpreted in the broadest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
본 개시에서 네트워크 함수와 인공 신경망 및 뉴럴 네트워크(neural network)는 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다. In this disclosure, network function, artificial neural network, and neural network may be used interchangeably.
한편, 본 개시의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐 이용된 "결합 부위"라는 용어는 리간드(ligand)가 결합할 수 있는 단백질과 같은 고분자상의 영역이다. 여기서 리간드는 다른 단백질, 반응물, 2차 전달자, 호르몬, 알로스테릭(allosteric)물질을 포함할 수 있지만 본 개시는 이에 한정하지 아니한다. 결합 부위는 활성 부위(active site)와 활성 부위 이외에 리간드가 결합할 수 있는 알로스테릭 부위로 분류될 수 있다.Meanwhile, the term “binding site” used throughout the detailed description and claims of the present disclosure is a region on a polymer such as a protein to which a ligand can bind. Here, the ligand may include other proteins, reactants, second messengers, hormones, and allosteric substances, but the present disclosure is not limited thereto. Binding sites can be classified into active sites and allosteric sites to which ligands can bind in addition to the active site.
한편, 본 개시의 상세한 설명 및 청구항들에 걸쳐 이용된 "보존 점수(conservation score)"라는 용어는 타겟 단백질과 해당 단백질의 상동 단백질을 비교하여 타겟 단백질의 어떤 부분이 보존되었는지를 분석하기 위해 점수를 매긴 것을 의미한다. 보존 점수를 도출하는 방법은 사용 목적 및 비교할 대상에 따라 달라질 수 있다. 도출된 보존 점수를 기초로, 결합 부위의 선택성을 판별하거나, 결합 부위를 구성하는 아미노산 잔기 중 어떤 아미노산 잔기가 선택성에 기여하는지 판별할 수 있다.Meanwhile, the term "conservation score" used throughout the detailed description and claims of the present disclosure refers to a score used to analyze which parts of the target protein are conserved by comparing the target protein with the homologous protein of the target protein. It means assigned. The method of deriving the retention score may vary depending on the purpose of use and what is being compared. Based on the derived conservation score, the selectivity of the binding site can be determined or which amino acid residue among the amino acid residues constituting the binding site contributes to selectivity.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 타겟 단백질의 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하기 위한 동작을 수행하는 컴퓨팅 장치의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of a computing device that performs an operation to identify a binding site with selectivity for a target protein according to an embodiment of the present disclosure.
도 1에 도시된 컴퓨팅 장치(100)의 구성은 간략화 하여 나타낸 예시일 뿐이다. 본 개시의 일 실시예에서 컴퓨팅 장치(100)는 컴퓨팅 장치(100)의 컴퓨팅 환경을 수행하기 위한 다른 구성들이 포함될 수 있고, 개시된 구성들 중 일부만이 컴퓨팅 장치(100)를 구성할 수도 있다. The configuration of the computing device 100 shown in FIG. 1 is only a simplified example. In one embodiment of the present disclosure, the computing device 100 may include different configurations for performing the computing environment of the computing device 100, and only some of the disclosed configurations may configure the computing device 100.
컴퓨팅 장치(100)는 프로세서(110), 메모리(130), 네트워크부(150)를 포함할 수 있다.The computing device 100 may include a processor 110, a memory 130, and a network unit 150.
프로세서(110)는 하나 이상의 코어로 구성될 수 있으며, 컴퓨팅 장치의 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 범용 그래픽 처리 장치 (GPGPU: general purpose graphics processing unit), 텐서 처리 장치(TPU: tensor processing unit) 등의 데이터 분석, 딥러닝을 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(130)에 저장된 컴퓨터 프로그램을 판독하여 본 개시의 일 실시예에 따른 기계 학습을 위한 데이터 처리를 수행할 수 있다. 본 개시의 일실시예에 따라 프로세서(110)는 신경망의 학습을 위한 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)는 딥러닝(DL: deep learning)에서 학습을 위한 입력 데이터의 처리, 입력 데이터에서의 피처 추출, 오차 계산, 역전파(backpropagation)를 이용한 신경망의 가중치 업데이트 등의 신경망의 학습을 위한 계산을 수행할 수 있다. The processor 110 may be composed of one or more cores, and may include a central processing unit (CPU), a general purpose graphics processing unit (GPGPU), and a tensor processing unit (TPU) of a computing device. unit) may include a processor for data analysis and deep learning. The processor 110 may read a computer program stored in the memory 130 and perform data processing for machine learning according to an embodiment of the present disclosure. According to an embodiment of the present disclosure, the processor 110 may perform an operation for learning a neural network. The processor 110 is used for learning neural networks, such as processing input data for learning in deep learning (DL), extracting features from input data, calculating errors, and updating the weights of the neural network using backpropagation. Calculations can be performed.
프로세서(110)의 CPU, GPGPU, 및 TPU 중 적어도 하나가 네트워크 함수의 학습을 처리할 수 있다. 예를 들어, CPU 와 GPGPU가 함께 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에서 복수의 컴퓨팅 장치의 프로세서를 함께 사용하여 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 데이터 분류를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에서 수행되는 컴퓨터 프로그램은 CPU, GPGPU 또는 TPU 실행가능 프로그램일 수 있다.At least one of the CPU, GPGPU, and TPU of the processor 110 may process learning of the network function. For example, CPU and GPGPU can work together to process learning of network functions and data classification using network functions. Additionally, in one embodiment of the present disclosure, the processors of a plurality of computing devices can be used together to process learning of network functions and data classification using network functions. Additionally, a computer program executed in a computing device according to an embodiment of the present disclosure may be a CPU, GPGPU, or TPU executable program.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 타겟 단백질 및 타겟 단백질의 상동 단백질(homologs)의 아미노산 서열 및 3차원 구조를 정렬할 수 있다. 그 후 프로세서(110)는 상기 타겟 단백질의 3차원 구조로부터, 분석 대상인 결합 부위를 식별할 수 있다. 타겟 단백질의 3차원 구조로부터 결합 부위를 식별하는 과정은 이미 만들어진 데이터베이스로부터 결합 부위에 대한 정보를 수신받는 형태일 수도 있고, 프로세서가 단백질의 3차원 구조를 직접 정렬한 결과일 수 있다.According to one embodiment of the present disclosure, the processor 110 may align the amino acid sequence and three-dimensional structure of the target protein and homologs of the target protein. Thereafter, the processor 110 may identify the binding site to be analyzed from the three-dimensional structure of the target protein. The process of identifying a binding site from the three-dimensional structure of a target protein may be in the form of receiving information about the binding site from an already created database, or may be the result of the processor directly aligning the three-dimensional structure of the protein.
프로세서(110)는 정렬된 타겟 단백질과 상동 단백질의 아미노산 서열 및 3차원 구조로부터, 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위에 대응하는 상동 단백질의 결합 부위를 결정할 수 있다. 프로세서는 타겟 단백질의 결합 부위를 선택하는 사용자의 입력이 있는 경우 해당 결합 부위에 대응하는 상동 단백질의 결합 부위를 결정하고, 사용자의 입력이 없는 경우 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위를 예측한 후 식별된 결합 부위에 대응하는 상동 단백질의 결합 부위를 결정한다. 이 때 타겟 단백질의 단일한 결합 부위에 대응하는 상동 단백질의 결합 부위의 수는 존재하지 않는 경우와 둘 이상인 경우를 모두 포함할 수 있다. The processor 110 may determine the binding site of the homologous protein corresponding to one or more binding sites of the target protein from the amino acid sequence and three-dimensional structure of the aligned target protein and the homologous protein. If there is a user input to select the binding site of the target protein, the processor determines the binding site of the homologous protein corresponding to the binding site, and if there is no user input, the processor predicts one or more binding sites of the target protein and then identifies the binding site. Determine the binding site of the homologous protein corresponding to the binding site. At this time, the number of binding sites of the homologous protein corresponding to a single binding site of the target protein may include both cases where there is no binding site and cases where there are two or more cases.
본 개시의 일 실시예에서, 프로세서(110)는 만들어진 평가 함수를 이용하여 상기 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위와 상기 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위를 비교하여 유사도를 평가할 수 있다. 결합 부위의 유사도는 결합 부위의 보존 점수(conservation score)를 측정함으로써 평가될 수 있으나, 본 개시는 이에 한정하지 아니한다. 유사도를 평가하는 데 있어서, 아미노산 서열의 유사도, 단백질 구조의 유사도, 결합 부위의 유사도, 결합 부위의 모양의 유사도, 결합 부위의 소수성(hydrophobicity)의 유사도, 결합 부위의 정전기학 성질(Electrostatics properties)의 유사도 등 목적에 맞는 패러미터가 적절하게 선택될 수 있다. 상기 결합 부위의 소수성 및 결합 부위의 정전기학 성질을 계산하는 방법은 역장(force field)에 기초한 분자역학적 계산방법 또는 양자역학적(quantum mechanical, QM) 계산 방법일 수 있으며, 양자역학적 계산 방법이 선호되나, 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment of the present disclosure, the processor 110 may evaluate similarity by comparing one or more binding sites of the target protein and one or more binding sites of the homologous protein using a created evaluation function. The similarity of the binding site can be evaluated by measuring the conservation score of the binding site, but the present disclosure is not limited to this. In evaluating similarity, similarity of amino acid sequence, similarity of protein structure, similarity of binding site, similarity of shape of binding site, similarity of hydrophobicity of binding site, and electrostatics properties of binding site. Parameters suitable for the purpose, such as similarity, can be appropriately selected. The method for calculating the hydrophobicity of the binding site and the electrostatic properties of the binding site may be a molecular mechanical calculation method based on a force field or a quantum mechanical (QM) calculation method, but the quantum mechanical calculation method is preferred. , but is not limited to this.
프로세서(110)는 평가된 유사도가 일정 기준 이하인 타겟 단백질의 결합 부위를 식별할 수 있다. 이 때, 양 결합 부위의 유사도가 낮을수록 임의의 리간드가 해당 타겟 단백질의 결합 부위에는 결합하면서 대응하는 상동 단백질의 결합 부위에는 결합하지 않을 가능성이 커지므로, 유사도가 낮게 평가될수록 해당 타겟 단백질의 결합 부위가 선택성을 가진다고 식별될 가능성이 높아진다.The processor 110 may identify a binding site of the target protein whose evaluated similarity is below a certain standard. At this time, the lower the similarity between the two binding sites, the greater the possibility that any ligand will bind to the binding site of the target protein but not the binding site of the corresponding homologous protein. Therefore, the lower the similarity is evaluated, the more likely it is that the binding site of the target protein will bind. The likelihood that a site will be identified as having selectivity increases.
프로세서(110)는 상기 선택성을 가진다고 식별된 결합 부위에 포함된 아미노산 잔기 중 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 식별할 수 있다. 선택성에 기여하는 아미노산 잔기는 아미노산 잔기의 보존 점수(conservation score)를 측정함으로써 식별될 수 있으나, 본 개시는 이에 한정하지 아니한다. 상기 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 식별하는데 있어서, 아미노산 서열의 유사도, 단백질 구조 유사도, 소수성(hydrophobicity)의 유사도, 또는 정전기학 성질의 유사도 등 목적에 맞는 패러미터가 적절히 선택될 수 있다.The processor 110 may identify amino acid residues that contribute to selectivity among amino acid residues included in the binding site identified as having the selectivity. Amino acid residues contributing to selectivity can be identified by measuring the conservation score of the amino acid residues, but the present disclosure is not limited to this. In identifying amino acid residues that contribute to the selectivity, parameters suitable for the purpose, such as amino acid sequence similarity, protein structure similarity, hydrophobicity similarity, or electrostatic property similarity, may be appropriately selected.
프로세서(110)는 상기 선택성을 가지는 결합 부위의 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 상기 타겟 단백질의 서열 또는 3차원 구조에 시각화할 수 있다. 이 때 시각화하는 방법은 보존 점수에 기초하여 채도, 명도, 색조를 달리하는 방식으로 강조하여 표시되는 방법일 수 있으나, 본 개시는 이에 한정하지 아니한다.The processor 110 may visualize amino acid residues contributing to the selectivity of the binding site having the selectivity in the sequence or three-dimensional structure of the target protein. At this time, the visualization method may be a method of emphasizing display by varying saturation, brightness, and hue based on the preservation score, but the present disclosure is not limited to this.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 프로세서(110)가 생성하거나 결정한 임의의 형태의 정보 및 네트워크부(150)가 수신한 임의의 형태의 정보를 저장할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the memory 130 may store any type of information generated or determined by the processor 110 and any type of information received by the network unit 150.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 인터넷(internet) 상에서 상기 메모리(130)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다. 전술한 메모리에 대한 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, the memory 130 is a flash memory type, hard disk type, multimedia card micro type, or card type memory (e.g. (e.g. SD or -Only Memory), and may include at least one type of storage medium among magnetic memory, magnetic disk, and optical disk. The computing device 100 may operate in connection with web storage that performs a storage function of the memory 130 on the Internet. The description of the memory described above is merely an example, and the present disclosure is not limited thereto.
본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크부(150)는 공중전화 교환망(PSTN: Public Switched Telephone Network), xDSL(x Digital Subscriber Line), RADSL(Rate Adaptive DSL), MDSL(Multi Rate DSL), VDSL(Very High Speed DSL), UADSL(Universal Asymmetric DSL), HDSL(High Bit Rate DSL) 및 근거리 통신망(LAN) 등과 같은 다양한 유선 통신 시스템들을 사용할 수 있다.The network unit 150 according to an embodiment of the present disclosure includes Public Switched Telephone Network (PSTN), x Digital Subscriber Line (xDSL), Rate Adaptive DSL (RADSL), Multi Rate DSL (MDSL), and VDSL ( A variety of wired communication systems can be used, such as Very High Speed DSL), Universal Asymmetric DSL (UADSL), High Bit Rate DSL (HDSL), and Local Area Network (LAN).
또한, 본 명세서에서 제시되는 네트워크부(150)는 CDMA(Code Division Multi Access), TDMA(Time Division Multi Access), FDMA(Frequency Division Multi Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multi Access), SC-FDMA(Single Carrier-FDMA) 및 다른 시스템들과 같은 다양한 무선 통신 시스템들을 사용할 수 있다. In addition, the network unit 150 presented in this specification includes Code Division Multi Access (CDMA), Time Division Multi Access (TDMA), Frequency Division Multi Access (FDMA), Orthogonal Frequency Division Multi Access (OFDMA), and SC-FDMA ( A variety of wireless communication systems can be used, such as Single Carrier-FDMA) and other systems.
본 개시에서 네트워크부(150)는 임의의 형태의 유무선 통신 시스템을 사용할 수 있다.In the present disclosure, the network unit 150 may use any type of wired or wireless communication system.
본 명세서에서 설명된 기술들은 위에서 언급된 네트워크들뿐만 아니라, 다른 네트워크들에서도 사용될 수 있다.The techniques described herein can be used in the networks mentioned above, as well as other networks.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 타겟 단백질의 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하고 이를 시각화하는 방법에 대한 순서도이다.Figure 3 is a flowchart of a method for identifying and visualizing a binding site with selectivity for a target protein according to an embodiment of the present disclosure.
S310단계에서, 컴퓨팅 장치(100)의 프로세서(110)는 타겟 단백질과 상동 단백질의 아미노산 서열 및 3차원 구조를 정렬한다. 분석하고자 하는 타겟 단백질과 구조가 비슷한 단백질이 상동 단백질로서 선택될 수 있다. 또 다른 실시예로서, 프로세서(110)는 온라인 데이터베이스에 접속하여 타겟 단백질의 상동 단백질의 목록을 수신할 수 있으나 본 개시는 이러한 방법들에 한정하지 아니한다.In step S310, the processor 110 of the computing device 100 aligns the amino acid sequence and three-dimensional structure of the target protein and the homologous protein. A protein with a similar structure to the target protein to be analyzed may be selected as a homologous protein. As another example, the processor 110 may access an online database to receive a list of proteins homologous to the target protein, but the present disclosure is not limited to these methods.
S320단계에서, 프로세서(110)는 결합 부위를 지정하는 사용자의 입력이 있는지 여부에 따라 타겟 단백질의 3차원 구조에서 결합 부위를 예측하는 S331단계를 거치거나, 사용자가 타겟 단백질의 3차원 구조에서 분석하고자 하는 결합 부위를 지정하는 입력을 수신하는 S332단계를 거칠 수 있다.In step S320, the processor 110 goes through step S331 to predict a binding site in the three-dimensional structure of the target protein depending on whether there is an input from the user specifying the binding site, or the user analyzes the three-dimensional structure of the target protein. You can go through step S332, where you receive an input specifying the desired binding site.
S331단계에서 프로세서(110)는 결합 부위를 지정하는 사용자의 입력이 없는 경우 타겟 단백질의 3차원 구조를 분석하여 리간드가 결합할 수 있는 결합 부위를 예측하는 동작을 수행할 수 있다.In step S331, if there is no user input specifying the binding site, the processor 110 may predict a binding site where the ligand can bind by analyzing the three-dimensional structure of the target protein.
S332단계에서 프로세서(110)는 결합 부위를 지정하는 사용자의 입력이 없는 경우, 타겟 단백질의 3차원구조를 분석하여 결합 부위를 예측하는 동작 없이, 바로 사용자가 선택한 결합 부위의 선택성 여부에 대한 분석을 시작할 수 있다.In step S332, if there is no input from the user specifying the binding site, the processor 110 immediately analyzes the selectivity of the binding site selected by the user without analyzing the three-dimensional structure of the target protein to predict the binding site. You can start.
분석 대상인 결합 부위를 식별하는 방법은 다양한 경로로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 인공 신경망을 사용하여 단백질의 3차원 구조로부터 리간드의 결합이 가능한 하나 이상의 결합 부위를 예측할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 프로세서(110)는 타겟 단백질과 상동 단백질의 아미노산 서열 및 3차원 구조를 정렬한 후 단백질의 아미노산 서열 및 3차원 구조를 시각화하여 사용자에게 제공하고, 사용자의 특정 결합 부위를 지정하는 동작을 수신할 수 있다. 위와 같은 예시들 이외에도 다른 실시예들이 존재할 수 있으나, 본 개시는 이에 한정하지 아니한다.Methods for identifying the binding site that is the target of analysis can be accomplished through various routes. For example, the processor 110 may use an artificial neural network to predict one or more binding sites where a ligand can bind from the three-dimensional structure of the protein. In another embodiment, the processor 110 aligns the amino acid sequence and three-dimensional structure of the target protein and the homologous protein, provides visualization of the amino acid sequence and three-dimensional structure of the protein to the user, and allows the user to specify a specific binding site. You can receive the action. Other embodiments may exist in addition to the above examples, but the present disclosure is not limited thereto.
S340단계에서, 타겟 단백질의 결합 부위와 상동 단백질의 결합 부위의 유사도가 평가될 수 있다.In step S340, the similarity between the binding site of the target protein and the binding site of the homologous protein may be evaluated.
본 개시에서 결합 부위의 유사도를 평가하는 방법으로서 여러 실시예들이 동원될 수 있다. 예를 들어 프로세서(110)는 타겟 단백질의 결합 부위와 상동 단백질의 결합 부위의 보존 점수를 측정하여 아미노산 서열의 유사도를 결합 부위 간 유사도 평가의 지표로 사용할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 단백질을 구성하는 중첩된 원자 사이의 거리를 측정하는 RMSD와 같은 방법을 사용하여 결합 부위의 구조의 유사도가 평가에 반영될 수 있다. 그 밖에도 결합 부위 간 부피의 유사도, 결합 부위 간 모양의 유사도, 결합 부위 간 부위 간 소수성의 유사도, 결합 부위의 정전기학 성질의 유사도를 포함한 다양한 지표들이 결합 부위 간 유사도를 평가하는 지표로서 사용될 수 있으나, 본 개시는 이에 한정하지 아니한다.In the present disclosure, several embodiments may be used as a method for evaluating the similarity of binding sites. For example, the processor 110 may measure the conservation score of the binding site of the target protein and the binding site of the homologous protein and use the similarity of the amino acid sequence as an index for evaluating the similarity between the binding sites. In another embodiment, the similarity of the structure of the binding site may be reflected in the evaluation using a method such as RMSD, which measures the distance between overlapping atoms that make up the protein. In addition, various indicators, including similarity in volume between binding sites, similarity in shape between binding sites, similarity in hydrophobicity between binding sites, and similarity in electrostatic properties of binding sites, can be used as indicators to evaluate the similarity between binding sites. , this disclosure is not limited thereto.
이 때 유사도를 평가하기 위해 사용된 평가 함수는 룰 기반 함수일 수도 있고, 지도학습, 비지도학습 및 강화학습 가능한 인공 신경망(Artificial Neural Network)를 이용한 모델일 수 있으나 본 개시는 이에 한정하지 아니한다.At this time, the evaluation function used to evaluate similarity may be a rule-based function or a model using an artificial neural network capable of supervised learning, unsupervised learning, and reinforcement learning, but the present disclosure is not limited to this.
S350단계에서, 타겟 단백질의 결합 부위 중 상동 단백질과 비교하여 선택성을 가지는 결합 부위가 식별될 수 있다. 선택성 여부는 타겟 단백질의 결합 부위와 상동 단백질의 결합 부위의 유사도에 따라서 결정될 수 있으며, 유사도가 낮을수록 선택성이 있다고 식별될 가능성이 높아질 수 있다.In step S350, a binding site with selectivity compared to a homologous protein among the binding sites of the target protein may be identified. Selectivity can be determined based on the similarity between the binding site of the target protein and the binding site of the homologous protein, and the lower the similarity, the higher the likelihood of being identified as having selectivity.
S360단계에서, 프로세서는 선택성을 가진다고 식별된 결합 부위에서 선택성에 기여하는 아미노산 잔기들을 식별할 수 있다. 단백질을 포함한 고분자 물질의 결합 부위를 구성하는 아미노산은 복수일 수 있기 때문에, 선택성을 가지는 결합 부위를 찾아내더라도 그 안에서 해당 결합 부위가 선택성을 가지도록 기여하는 아미노산 잔기를 식별하는 작업은 중요하다. 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 식별하는 기준에 있어서 단백질의 보존 점수(conservation score)가 포함될 수 있으나 본 개시는 이에 한정하지 아니한다.In step S360, the processor may identify amino acid residues that contribute to selectivity in the binding site identified as having selectivity. Since there may be multiple amino acids constituting the binding site of a polymer material, including proteins, even if a binding site with selectivity is found, it is important to identify amino acid residues within it that contribute to the selectivity of the binding site. The conservation score of the protein may be included in the criteria for identifying amino acid residues contributing to selectivity, but the present disclosure is not limited to this.
S370단계에서, 프로세서(110)는 S360단계에서 식별된 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 시각화할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 측정된 보존 점수를 단백질의 3차원 구조에 매핑하고 선택성을 가지는 결합 부위 및 보존 점수를 기초로 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 단백질의 3차원 구조에 표시함으로써, 사용자가 단백질의 3차원 구조로부터 어떤 결합 부위가 선택성이 있는지, 선택성에 기여하는 아미노산 잔기가 어떤 것인지 확인하는 데 도움을 줄 수 있다.In step S370, processor 110 may visualize the amino acid residues contributing to the selectivity identified in step S360. For example, the processor maps the measured conservation score to the three-dimensional structure of the protein and displays binding sites with selectivity and amino acid residues that contribute to selectivity based on the conservation score on the three-dimensional structure of the protein, allowing the user to The three-dimensional structure can help determine which binding site has selectivity and which amino acid residues contribute to selectivity.
위와 같은 단계들을 통하여 사용자는 타겟 단백질을 지정, 혹은 타겟 단백질의 결합 부위를 지정하는 입력을 통해 타겟 단백질의 결합 부위 중 선택성을 가지는 부위가 어디인지, 선택성에 기여하는 아미노산 잔기가 무엇인지 자동화된 과정을 거쳐 식별할 수 있다. 이는 타겟 단백질에 선택적으로 작용하는 물질을 개발하는 신약 연구 및 allosteric drug 또는 protac 결합 모듈의 개발에 용이하게 사용될 수 있다.Through the steps above, the user specifies the target protein or inputs the binding site of the target protein to determine which site has selectivity among the binding sites of the target protein and which amino acid residues contribute to selectivity, an automated process. It can be identified through . This can be easily used in new drug research to develop substances that selectively act on target proteins and in the development of allosteric drugs or protac binding modules.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 선택성을 가지는 결합 부위의 아미노산을 시각화한 개념도이다. 3D모형으로 시각화된 단백질 구조에 선택성이 있는 결합 포켓과 선택성에 기여하는 아미노산 잔기가 표시되고 있고. 각 단백질의 서열은 4부터 11까지의 보존 점수로 색을 구분하여 표시되고 있다.Figure 4 is a conceptual diagram visualizing amino acids in a binding site with selectivity according to an embodiment of the present disclosure. The protein structure visualized in the 3D model shows the selective binding pocket and the amino acid residues that contribute to selectivity. The sequence of each protein is color-coded with a conservation score from 4 to 11.
도 2는 본 개시의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 간략하고 일반적인 개략도이다.2 is a brief, general schematic diagram of an example computing environment in which embodiments of the present disclosure may be implemented.
본 개시가 일반적으로 컴퓨팅 장치에 의해 구현될 수 있는 것으로 전술되었지만, 당업자라면 본 개시가 하나 이상의 컴퓨터 상에서 실행될 수 있는 컴퓨터 실행가능 명령어 및/또는 기타 프로그램 모듈들과 결합되어 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로써 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.Although the present disclosure has generally been described above as being capable of being implemented by a computing device, those skilled in the art will understand that the present disclosure can be implemented in combination with computer-executable instructions and/or other program modules that can be executed on one or more computers and/or in hardware and software. It will be well known that it can be implemented as a combination.
일반적으로, 프로그램 모듈은 특정의 태스크를 수행하거나 특정의 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로그램, 컴포넌트, 데이터 구조, 기타 등등을 포함한다. 또한, 당업자라면 본 개시의 방법이 단일-프로세서 또는 멀티프로세서 컴퓨터 시스템, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터는 물론 퍼스널 컴퓨터, 핸드헬드(handheld) 컴퓨팅 장치, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램가능 가전 제품, 기타 등등(이들 각각은 하나 이상의 연관된 장치와 연결되어 동작할 수 있음)을 비롯한 다른 컴퓨터 시스템 구성으로 실시될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.Typically, program modules include routines, programs, components, data structures, etc. that perform specific tasks or implement specific abstract data types. Additionally, those skilled in the art will understand that the methods of the present disclosure are applicable to single-processor or multiprocessor computer systems, minicomputers, mainframe computers, as well as personal computers, handheld computing devices, microprocessor-based or programmable consumer electronics, etc. It will be appreciated that each of these may be implemented in other computer system configurations, including those capable of operating in conjunction with one or more associated devices.
본 개시의 설명된 실시예들은 또한 어떤 태스크들이 통신 네트워크를 통해 연결되어 있는 원격 처리 장치들에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 로컬 및 원격 메모리 저장 장치 둘 다에 위치할 수 있다.The described embodiments of the disclosure can also be practiced in distributed computing environments where certain tasks are performed by remote processing devices that are linked through a communications network. In a distributed computing environment, program modules may be located in both local and remote memory storage devices.
컴퓨터는 통상적으로 다양한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 매체는 그 어떤 것이든지 컴퓨터 판독가능 매체가 될 수 있고, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적(transitory) 및 비일시적(non-transitory) 매체, 이동식 및 비-이동식 매체를 포함한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 및 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보를 저장하는 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적 및 비-일시적 매체, 이동식 및 비이동식 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital video disk) 또는 기타 광 디스크 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있고 원하는 정보를 저장하는 데 사용될 수 있는 임의의 기타 매체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.Computers typically include a variety of computer-readable media. Computer-readable media can be any medium that can be accessed by a computer, and such computer-readable media includes volatile and non-volatile media, transitory and non-transitory media, removable and non-transitory media. Includes removable media. By way of example, and not limitation, computer-readable media may include computer-readable storage media and computer-readable transmission media. Computer-readable storage media refers to volatile and non-volatile media, transient and non-transitory media, removable and non-removable, implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Includes media. Computer readable storage media may include RAM, ROM, EEPROM, flash memory or other memory technology, CD-ROM, digital video disk (DVD) or other optical disk storage, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disk storage or other magnetic storage. This includes, but is not limited to, a device, or any other medium that can be accessed by a computer and used to store desired information.
컴퓨터 판독가능 전송 매체는 통상적으로 반송파(carrier wave) 또는 기타 전송 메커니즘(transport mechanism)과 같은 피변조 데이터 신호(modulated data signal)에 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터 등을 구현하고 모든 정보 전달 매체를 포함한다. 피변조 데이터 신호라는 용어는 신호 내에 정보를 인코딩하도록 그 신호의 특성들 중 하나 이상을 설정 또는 변경시킨 신호를 의미한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 전송 매체는 유선 네트워크 또는 직접 배선 접속(direct-wired connection)과 같은 유선 매체, 그리고 음향, RF, 적외선, 기타 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다. 상술된 매체들 중 임의의 것의 조합도 역시 컴퓨터 판독가능 전송 매체의 범위 안에 포함되는 것으로 한다.A computer-readable transmission medium typically implements computer-readable instructions, data structures, program modules, or other data on a modulated data signal, such as a carrier wave or other transport mechanism. Includes all information delivery media. The term modulated data signal refers to a signal in which one or more of the characteristics of the signal have been set or changed to encode information within the signal. By way of example, and not limitation, computer-readable transmission media includes wired media such as a wired network or direct-wired connection, and wireless media such as acoustic, RF, infrared, and other wireless media. Combinations of any of the above are also intended to be included within the scope of computer-readable transmission media.
컴퓨터(1102)를 포함하는 본 개시의 여러가지 측면들을 구현하는 예시적인 환경(1100)이 나타내어져 있으며, 컴퓨터(1102)는 처리 장치(1104), 시스템 메모리(1106) 및 시스템 버스(1108)를 포함한다. 시스템 버스(1108)는 시스템 메모리(1106)(이에 한정되지 않음)를 비롯한 시스템 컴포넌트들을 처리 장치(1104)에 연결시킨다. 처리 장치(1104)는 다양한 상용 프로세서들 중 임의의 프로세서일 수 있다. 듀얼 프로세서 및 기타 멀티프로세서 아키텍처도 역시 처리 장치(1104)로서 이용될 수 있다.An example environment 1100 is shown that implements various aspects of the present disclosure, including a computer 1102, which includes a processing unit 1104, a system memory 1106, and a system bus 1108. do. System bus 1108 couples system components, including but not limited to system memory 1106, to processing unit 1104. Processing unit 1104 may be any of a variety of commercially available processors. Dual processors and other multiprocessor architectures may also be used as processing unit 1104.
시스템 버스(1108)는 메모리 버스, 주변장치 버스, 및 다양한 상용 버스 아키텍처 중 임의의 것을 사용하는 로컬 버스에 추가적으로 상호 연결될 수 있는 몇 가지 유형의 버스 구조 중 임의의 것일 수 있다. 시스템 메모리(1106)는 판독 전용 메모리(ROM)(1110) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)(1112)를 포함한다. 기본 입/출력 시스템(BIOS)은 ROM, EPROM, EEPROM 등의 비휘발성 메모리(1110)에 저장되며, 이 BIOS는 시동 중과 같은 때에 컴퓨터(1102) 내의 구성요소들 간에 정보를 전송하는 일을 돕는 기본적인 루틴을 포함한다. RAM(1112)은 또한 데이터를 캐싱하기 위한 정적 RAM 등의 고속 RAM을 포함할 수 있다.System bus 1108 may be any of several types of bus structures that may further be interconnected to a memory bus, peripheral bus, and local bus using any of a variety of commercial bus architectures. System memory 1106 includes read only memory (ROM) 1110 and random access memory (RAM) 1112. The basic input/output system (BIOS) is stored in non-volatile memory 1110, such as ROM, EPROM, and EEPROM, and is a basic input/output system that helps transfer information between components within the computer 1102, such as during startup. Contains routines. RAM 1112 may also include high-speed RAM, such as static RAM, for caching data.
컴퓨터(1102)는 또한 내장형 하드 디스크 드라이브(HDD)(1114)(예를 들어, EIDE, SATA)-이 내장형 하드 디스크 드라이브(1114)는 또한 적당한 섀시(도시 생략) 내에서 외장형 용도로 구성될 수 있음-, 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD)(1116)(예를 들어, 이동식 디스켓(1118)으로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임), 및 광 디스크 드라이브(1120)(예를 들어, CD-ROM 디스크(1122)를 판독하거나 DVD 등의 기타 고용량 광 매체로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임)를 포함한다. 하드 디스크 드라이브(1114), 자기 디스크 드라이브(1116) 및 광 디스크 드라이브(1120)는 각각 하드 디스크 드라이브 인터페이스(1124), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(1126) 및 광 드라이브 인터페이스(1128)에 의해 시스템 버스(1108)에 연결될 수 있다. 외장형 드라이브 구현을 위한 인터페이스(1124)는 USB(Universal Serial Bus) 및 IEEE 1394 인터페이스 기술 중 적어도 하나 또는 그 둘 다를 포함한다.Computer 1102 may also include an internal hard disk drive (HDD) 1114 (e.g., EIDE, SATA)—the internal hard disk drive 1114 may also be configured for external use within a suitable chassis (not shown). Yes - a magnetic floppy disk drive (FDD) 1116 (e.g., for reading from or writing to a removable diskette 1118), and an optical disk drive 1120 (e.g., a CD-ROM for reading the disk 1122 or reading from or writing to other high-capacity optical media such as DVDs). Hard disk drive 1114, magnetic disk drive 1116, and optical disk drive 1120 are connected to system bus 1108 by hard disk drive interface 1124, magnetic disk drive interface 1126, and optical drive interface 1128, respectively. ) can be connected to. The interface 1124 for implementing an external drive includes at least one or both of Universal Serial Bus (USB) and IEEE 1394 interface technologies.
이들 드라이브 및 그와 연관된 컴퓨터 판독가능 매체는 데이터, 데이터 구조, 컴퓨터 실행가능 명령어, 기타 등등의 비휘발성 저장을 제공한다. 컴퓨터(1102)의 경우, 드라이브 및 매체는 임의의 데이터를 적당한 디지털 형식으로 저장하는 것에 대응한다. 상기에서의 컴퓨터 판독가능 매체에 대한 설명이 HDD, 이동식 자기 디스크, 및 CD 또는 DVD 등의 이동식 광 매체를 언급하고 있지만, 당업자라면 집 드라이브(zip drive), 자기 카세트, 플래쉬 메모리 카드, 카트리지, 기타 등등의 컴퓨터에 의해 판독가능한 다른 유형의 매체도 역시 예시적인 운영 환경에서 사용될 수 있으며 또 임의의 이러한 매체가 본 개시의 방법들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.These drives and their associated computer-readable media provide non-volatile storage of data, data structures, computer-executable instructions, and the like. For computer 1102, drive and media correspond to storing any data in a suitable digital format. Although the description of computer-readable media above refers to removable optical media such as HDDs, removable magnetic disks, and CDs or DVDs, those skilled in the art will also recognize removable optical media such as zip drives, magnetic cassettes, flash memory cards, cartridges, etc. It will be appreciated that other types of computer-readable media, such as the like, may also be used in the example operating environment and that any such media may contain computer-executable instructions for performing the methods of the present disclosure.
운영 체제(1130), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램(1132), 기타 프로그램 모듈(1134) 및 프로그램 데이터(1136)를 비롯한 다수의 프로그램 모듈이 드라이브 및 RAM(1112)에 저장될 수 있다. 운영 체제, 애플리케이션, 모듈 및/또는 데이터의 전부 또는 그 일부분이 또한 RAM(1112)에 캐싱될 수 있다. 본 개시가 여러가지 상업적으로 이용가능한 운영 체제 또는 운영 체제들의 조합에서 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.A number of program modules may be stored in drives and RAM 1112, including an operating system 1130, one or more application programs 1132, other program modules 1134, and program data 1136. All or portions of the operating system, applications, modules and/or data may also be cached in RAM 1112. It will be appreciated that the present disclosure may be implemented on various commercially available operating systems or combinations of operating systems.
사용자는 하나 이상의 유선/무선 입력 장치, 예를 들어, 키보드(1138) 및 마우스(1140) 등의 포인팅 장치를 통해 컴퓨터(1102)에 명령 및 정보를 입력할 수 있다. 기타 입력 장치(도시 생략)로는 마이크, IR 리모콘, 조이스틱, 게임 패드, 스타일러스 펜, 터치 스크린, 기타 등등이 있을 수 있다. 이들 및 기타 입력 장치가 종종 시스템 버스(1108)에 연결되어 있는 입력 장치 인터페이스(1142)를 통해 처리 장치(1104)에 연결되지만, 병렬 포트, IEEE 1394 직렬 포트, 게임 포트, USB 포트, IR 인터페이스, 기타 등등의 기타 인터페이스에 의해 연결될 수 있다.A user may enter commands and information into computer 1102 through one or more wired/wireless input devices, such as a keyboard 1138 and a pointing device such as mouse 1140. Other input devices (not shown) may include microphones, IR remote controls, joysticks, game pads, stylus pens, touch screens, etc. These and other input devices are connected to the processing unit 1104 through an input device interface 1142, which is often connected to the system bus 1108, but may also include a parallel port, an IEEE 1394 serial port, a game port, a USB port, an IR interface, It can be connected by other interfaces, etc.
모니터(1144) 또는 다른 유형의 디스플레이 장치도 역시 비디오 어댑터(1146) 등의 인터페이스를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 모니터(1144)에 부가하여, 컴퓨터는 일반적으로 스피커, 프린터, 기타 등등의 기타 주변 출력 장치(도시 생략)를 포함한다.A monitor 1144 or other type of display device is also connected to system bus 1108 through an interface, such as a video adapter 1146. In addition to monitor 1144, computers typically include other peripheral output devices (not shown) such as speakers, printers, etc.
컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신을 통한 원격 컴퓨터(들)(1148) 등의 하나 이상의 원격 컴퓨터로의 논리적 연결을 사용하여 네트워크화된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(들)(1148)는 워크스테이션, 컴퓨팅 디바이스 컴퓨터, 라우터, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 마이크로프로세서-기반 오락 기기, 피어 장치 또는 기타 통상의 네트워크 노드일 수 있으며, 일반적으로 컴퓨터(1102)에 대해 기술된 구성요소들 중 다수 또는 그 전부를 포함하지만, 간략함을 위해, 메모리 저장 장치(1150)만이 도시되어 있다. 도시되어 있는 논리적 연결은 근거리 통신망(LAN)(1152) 및/또는 더 큰 네트워크, 예를 들어, 원거리 통신망(WAN)(1154)에의 유선/무선 연결을 포함한다. 이러한 LAN 및 WAN 네트워킹 환경은 사무실 및 회사에서 일반적인 것이며, 인트라넷 등의 전사적 컴퓨터 네트워크(enterprise-wide computer network)를 용이하게 해주며, 이들 모두는 전세계 컴퓨터 네트워크, 예를 들어, 인터넷에 연결될 수 있다.Computer 1102 may operate in a networked environment using logical connections to one or more remote computers, such as remote computer(s) 1148, via wired and/or wireless communications. Remote computer(s) 1148 may be a workstation, computing device computer, router, personal computer, portable computer, microprocessor-based entertainment device, peer device, or other conventional network node, and is generally connected to computer 1102. For simplicity, only memory storage device 1150 is shown, although it includes many or all of the components described. The logical connections depicted include wired/wireless connections to a local area network (LAN) 1152 and/or a larger network, such as a wide area network (WAN) 1154. These LAN and WAN networking environments are common in offices and companies and facilitate enterprise-wide computer networks, such as intranets, all of which can be connected to a worldwide computer network, such as the Internet.
LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(1156)를 통해 로컬 네트워크(1152)에 연결된다. 어댑터(1156)는 LAN(1152)에의 유선 또는 무선 통신을 용이하게 해줄 수 있으며, 이 LAN(1152)은 또한 무선 어댑터(1156)와 통신하기 위해 그에 설치되어 있는 무선 액세스 포인트를 포함하고 있다. WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 모뎀(1158)을 포함할 수 있거나, WAN(1154) 상의 통신 컴퓨팅 디바이스에 연결되거나, 또는 인터넷을 통하는 등, WAN(1154)을 통해 통신을 설정하는 기타 수단을 갖는다. 내장형 또는 외장형 및 유선 또는 무선 장치일 수 있는 모뎀(1158)은 직렬 포트 인터페이스(1142)를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터(1102)에 대해 설명된 프로그램 모듈들 또는 그의 일부분이 원격 메모리/저장 장치(1150)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 연결이 예시적인 것이며 컴퓨터들 사이에 통신 링크를 설정하는 기타 수단이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.When used in a LAN networking environment, computer 1102 is connected to local network 1152 through wired and/or wireless communication network interfaces or adapters 1156. Adapter 1156 may facilitate wired or wireless communication to LAN 1152, which also includes a wireless access point installed thereon for communicating with wireless adapter 1156. When used in a WAN networking environment, the computer 1102 may include a modem 1158 or be connected to a communicating computing device on the WAN 1154 or to establish communications over the WAN 1154, such as via the Internet. Have other means. Modem 1158, which may be internal or external and a wired or wireless device, is coupled to system bus 1108 via serial port interface 1142. In a networked environment, program modules described for computer 1102, or portions thereof, may be stored in remote memory/storage device 1150. It will be appreciated that the network connections shown are exemplary and that other means of establishing a communications link between computers may be used.
컴퓨터(1102)는 무선 통신으로 배치되어 동작하는 임의의 무선 장치 또는 개체, 예를 들어, 프린터, 스캐너, 데스크톱 및/또는 휴대용 컴퓨터, PDA(portable data assistant), 통신 위성, 무선 검출가능 태그와 연관된 임의의 장비 또는 장소, 및 전화와 통신을 하는 동작을 한다. 이것은 적어도 Wi-Fi 및 블루투스 무선 기술을 포함한다. 따라서, 통신은 종래의 네트워크에서와 같이 미리 정의된 구조이거나 단순하게 적어도 2개의 장치 사이의 애드혹 통신(ad hoc communication)일 수 있다.Computer 1102 may be associated with any wireless device or object deployed and operating in wireless communications, such as a printer, scanner, desktop and/or portable computer, portable data assistant (PDA), communications satellite, wirelessly detectable tag. Performs actions to communicate with any device or location and telephone. This includes at least Wi-Fi and Bluetooth wireless technologies. Accordingly, communication may be a predefined structure as in a conventional network or may simply be ad hoc communication between at least two devices.
Wi-Fi(Wireless Fidelity)는 유선 없이도 인터넷 등으로의 연결을 가능하게 해준다. Wi-Fi는 이러한 장치, 예를 들어, 컴퓨터가 실내에서 및 실외에서, 즉 기지국의 통화권 내의 아무 곳에서나 데이터를 전송 및 수신할 수 있게 해주는 셀 전화와 같은 무선 기술이다. Wi-Fi 네트워크는 안전하고 신뢰성 있으며 고속인 무선 연결을 제공하기 위해 IEEE 802.11(a, b, g, 기타)이라고 하는 무선 기술을 사용한다. 컴퓨터를 서로에, 인터넷에 및 유선 네트워크(IEEE 802.3 또는 이더넷을 사용함)에 연결시키기 위해 Wi-Fi가 사용될 수 있다. Wi-Fi 네트워크는 비인가 2.4 및 5GHz 무선 대역에서, 예를 들어, 11Mbps(802.11a) 또는 54 Mbps(802.11b) 데이터 레이트로 동작하거나, 양 대역(듀얼 대역)을 포함하는 제품에서 동작할 수 있다.Wi-Fi (Wireless Fidelity) allows connection to the Internet, etc. without wires. Wi-Fi is a wireless technology, like cell phones, that allows these devices, such as computers, to send and receive data indoors and outdoors, anywhere within the coverage area of a base station. Wi-Fi networks use wireless technology called IEEE 802.11 (a, b, g, etc.) to provide secure, reliable, and high-speed wireless connections. Wi-Fi can be used to connect computers to each other, the Internet, and wired networks (using IEEE 802.3 or Ethernet). Wi-Fi networks can operate in the unlicensed 2.4 and 5 GHz wireless bands, for example, at data rates of 11 Mbps (802.11a) or 54 Mbps (802.11b), or in products that include both bands (dual band). .
한편, 본 개시의 일 실시예에 따라 데이터 구조를 저장한 컴퓨터 판독가능 매체가 개시된다.Meanwhile, according to an embodiment of the present disclosure, a computer-readable medium storing a data structure is disclosed.
데이터 구조는 데이터에 효율적인 접근 및 수정을 가능하게 하는 데이터의 조직, 관리, 저장을 의미할 수 있다. 데이터 구조는 특정 문제(예를 들어, 최단 시간으로 데이터 검색, 데이터 저장, 데이터 수정) 해결을 위한 데이터의 조직을 의미할 수 있다. 데이터 구조는 특정한 데이터 처리 기능을 지원하도록 설계된, 데이터 요소들 간의 물리적이거나 논리적인 관계로 정의될 수도 있다. 데이터 요소들 간의 논리적인 관계는 사용자 정의 데이터 요소들 간의 연결관계를 포함할 수 있다. 데이터 요소들 간의 물리적인 관계는 컴퓨터 판독가능 저장매체(예를 들어, 영구 저장 장치)에 물리적으로 저장되어 있는 데이터 요소들 간의 실제 관계를 포함할 수 있다. 데이터 구조는 구체적으로 데이터의 집합, 데이터 간의 관계, 데이터에 적용할 수 있는 함수 또는 명령어를 포함할 수 있다. 효과적으로 설계된 데이터 구조를 통해 컴퓨팅 장치는 컴퓨팅 장치의 자원을 최소한으로 사용하면서 연산을 수행할 수 있다. 구체적으로 컴퓨팅 장치는 효과적으로 설계된 데이터 구조를 통해 연산, 읽기, 삽입, 삭제, 비교, 교환, 검색의 효율성을 높일 수 있다.Data structure can refer to the organization, management, and storage of data to enable efficient access and modification of data. Data structure can refer to the organization of data to solve a specific problem (e.g., retrieving data, storing data, or modifying data in the shortest possible time). A data structure may be defined as a physical or logical relationship between data elements designed to support a specific data processing function. Logical relationships between data elements may include connection relationships between user-defined data elements. Physical relationships between data elements may include actual relationships between data elements that are physically stored in a computer-readable storage medium (e.g., a persistent storage device). A data structure may specifically include a set of data, relationships between data, and functions or instructions applicable to the data. Effectively designed data structures allow computing devices to perform computations while minimizing the use of the computing device's resources. Specifically, computing devices can increase the efficiency of operations, reading, insertion, deletion, comparison, exchange, and search through effectively designed data structures.
데이터 구조는 데이터 구조의 형태에 따라 선형 데이터 구조와 비선형 데이터 구조로 구분될 수 있다. 선형 데이터 구조는 하나의 데이터 뒤에 하나의 데이터만이 연결되는 구조일 수 있다. 선형 데이터 구조는 리스트(List), 스택(Stack), 큐(Queue), 데크(Deque)를 포함할 수 있다. 리스트는 내부적으로 순서가 존재하는 일련의 데이터 집합을 의미할 수 있다. 리스트는 연결 리스트(Linked List)를 포함할 수 있다. 연결 리스트는 각각의 데이터가 포인터를 가지고 한 줄로 연결되어 있는 방식으로 데이터가 연결된 데이터 구조일 수 있다. 연결 리스트에서 포인터는 다음이나 이전 데이터와의 연결 정보를 포함할 수 있다. 연결 리스트는 형태에 따라 단일 연결 리스트, 이중 연결 리스트, 원형 연결 리스트로 표현될 수 있다. 스택은 제한적으로 데이터에 접근할 수 있는 데이터 나열 구조일 수 있다. 스택은 데이터 구조의 한 쪽 끝에서만 데이터를 처리(예를 들어, 삽입 또는 삭제)할 수 있는 선형 데이터 구조일 수 있다. 스택에 저장된 데이터는 늦게 들어갈수록 빨리 나오는 데이터 구조(LIFO-Last in First Out)일 수 있다. 큐는 제한적으로 데이터에 접근할 수 있는 데이터 나열 구조로서, 스택과 달리 늦게 저장된 데이터일수록 늦게 나오는 데이터 구조(FIFO-First in First Out)일 수 있다. 데크는 데이터 구조의 양 쪽 끝에서 데이터를 처리할 수 있는 데이터 구조일 수 있다.Data structures can be divided into linear data structures and non-linear data structures depending on the type of data structure. A linear data structure may be a structure in which only one piece of data is connected to another piece of data. Linear data structures may include List, Stack, Queue, and Deque. A list can refer to a set of data that has an internal order. The list may include a linked list. A linked list may be a data structure in which data is connected in such a way that each data is connected in a single line with a pointer. In a linked list, a pointer may contain connection information to the next or previous data. Depending on its form, a linked list can be expressed as a singly linked list, a doubly linked list, or a circularly linked list. A stack may be a data listing structure that allows limited access to data. A stack can be a linear data structure in which data can be processed (for example, inserted or deleted) at only one end of the data structure. Data stored in the stack may have a data structure (LIFO-Last in First Out) where the later it enters, the sooner it comes out. A queue is a data listing structure that allows limited access to data. Unlike the stack, it can be a data structure (FIFO-First in First Out) where data stored later is released later. A deck can be a data structure that can process data at both ends of the data structure.
비선형 데이터 구조는 하나의 데이터 뒤에 복수개의 데이터가 연결되는 구조일 수 있다. 비선형 데이터 구조는 그래프(Graph) 데이터 구조를 포함할 수 있다. 그래프 데이터 구조는 정점(Vertex)과 간선(Edge)으로 정의될 수 있으며 간선은 서로 다른 두개의 정점을 연결하는 선을 포함할 수 있다. 그래프 데이터 구조 트리(Tree) 데이터 구조를 포함할 수 있다. 트리 데이터 구조는 트리에 포함된 복수개의 정점 중에서 서로 다른 두개의 정점을 연결시키는 경로가 하나인 데이터 구조일 수 있다. 즉 그래프 데이터 구조에서 루프(loop)를 형성하지 않는 데이터 구조일 수 있다.A non-linear data structure may be a structure in which multiple pieces of data are connected behind one piece of data. Nonlinear data structures may include graph data structures. A graph data structure can be defined by vertices and edges, and an edge can include a line connecting two different vertices. Graph data structure may include a tree data structure. A tree data structure may be a data structure in which there is only one path connecting two different vertices among a plurality of vertices included in the tree. In other words, it may be a data structure that does not form a loop in the graph data structure.
본 명세서에 걸쳐, 연산 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 이하에서는 신경망으로 통일하여 기술한다. 데이터 구조는 신경망을 포함할 수 있다. 그리고 신경망을 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망을 포함한 데이터 구조는 또한 신경망에 의한 처리를 위하여 전처리된 데이터, 신경망에 입력되는 데이터, 신경망의 가중치, 신경망의 하이퍼 파라미터, 신경망으로부터 획득한 데이터, 신경망의 각 노드 또는 레이어와 연관된 활성 함수, 신경망의 학습을 위한 손실함수 등을 포함할 수 있다. 신경망을 포함한 데이터 구조는 상기 개시된 구성들 중 임의의 구성 요소들을 포함할 수 있다. 즉 신경망을 포함한 데이터 구조는 신경망에 의한 처리를 위하여 전처리된 데이터, 신경망에 입력되는 데이터, 신경망의 가중치, 신경망의 하이퍼 파라미터, 신경망으로부터 획득한 데이터, 신경망의 각 노드 또는 레이어와 연관된 활성 함수, 신경망의 학습을 위한 손실함수 등 전부 또는 이들의 임의의 조합을 포함하여 구성될 수 있다. 전술한 구성들 이외에도, 신경망을 포함한 데이터 구조는 신경망의 특성을 결정하는 임의의 다른 정보를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 구조는 신경망의 연산 과정에 사용되거나 발생되는 모든 형태의 데이터를 포함할 수 있으며 전술한 사항에 제한되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 기록 매체 및/또는 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. 신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다.Throughout this specification, computational model, neural network, network function, and neural network may be used interchangeably. Below, it is described in a unified manner as a neural network. Data structures may include neural networks. And the data structure including the neural network may be stored in a computer-readable medium. Data structures including neural networks also include data preprocessed for processing by a neural network, data input to the neural network, weights of the neural network, hyperparameters of the neural network, data acquired from the neural network, activation functions associated with each node or layer of the neural network, neural network It may include a loss function for learning. A data structure containing a neural network may include any of the components disclosed above. In other words, the data structure including the neural network includes preprocessed data for processing by the neural network, data input to the neural network, weights of the neural network, hyperparameters of the neural network, data acquired from the neural network, activation functions associated with each node or layer of the neural network, neural network It may be composed of all or any combination of loss functions for learning. In addition to the configurations described above, a data structure containing a neural network may include any other information that determines the characteristics of the neural network. Additionally, the data structure may include all types of data used or generated in the computational process of a neural network and is not limited to the above. Computer-readable media may include computer-readable recording media and/or computer-readable transmission media. A neural network can generally consist of a set of interconnected computational units, which can be referred to as nodes. These nodes may also be referred to as neurons. A neural network consists of at least one node.
데이터 구조는 신경망에 입력되는 데이터를 포함할 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터를 포함하는 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터는 신경망 학습 과정에서 입력되는 학습 데이터 및/또는 학습이 완료된 신경망에 입력되는 입력 데이터를 포함할 수 있다. 신경망에 입력되는 데이터는 전처리(pre-processing)를 거친 데이터 및/또는 전처리 대상이 되는 데이터를 포함할 수 있다. 전처리는 데이터를 신경망에 입력시키기 위한 데이터 처리 과정을 포함할 수 있다. 따라서 데이터 구조는 전처리 대상이 되는 데이터 및 전처리로 발생되는 데이터를 포함할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.The data structure may include data input to the neural network. A data structure containing data input to a neural network may be stored in a computer-readable medium. Data input to the neural network may include learning data input during the neural network learning process and/or input data input to the neural network on which training has been completed. Data input to the neural network may include data that has undergone pre-processing and/or data subject to pre-processing. Preprocessing may include a data processing process to input data into a neural network. Therefore, the data structure may include data subject to preprocessing and data generated by preprocessing. The above-described data structure is only an example and the present disclosure is not limited thereto.
데이터 구조는 신경망의 가중치를 포함할 수 있다. (본 명세서에서 가중치, 파라미터는 동일한 의미로 사용될 수 있다.) 그리고 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 신경망은 복수개의 가중치를 포함할 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 신경망이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드에서 출력되는 데이터 값을 결정할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.The data structure may include the weights of the neural network. (In this specification, weights and parameters may be used with the same meaning.) And the data structure including the weights of the neural network may be stored in a computer-readable medium. A neural network may include multiple weights. Weights may be variable and may be varied by the user or algorithm in order for the neural network to perform the desired function. For example, when one or more input nodes are connected to one output node by respective links, the output node is set to the values input to the input nodes connected to the output node and the links corresponding to each input node. Based on the weight, the data value output from the output node can be determined. The above-described data structure is only an example and the present disclosure is not limited thereto.
제한이 아닌 예로서, 가중치는 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치 및/또는 신경망 학습이 완료된 가중치를 포함할 수 있다. 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치는 학습 사이클이 시작되는 시점의 가중치 및/또는 학습 사이클 동안 가변되는 가중치를 포함할 수 있다. 신경망 학습이 완료된 가중치는 학습 사이클이 완료된 가중치를 포함할 수 있다. 따라서 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 신경망 학습 과정에서 가변되는 가중치 및/또는 신경망 학습이 완료된 가중치를 포함한 데이터 구조를 포함할 수 있다. 그러므로 상술한 가중치 및/또는 각 가중치의 조합은 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조에 포함되는 것으로 한다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.As an example and not a limitation, the weights may include weights that are changed during the neural network learning process and/or weights for which neural network learning has been completed. Weights that change during the neural network learning process may include weights that change at the start of the learning cycle and/or weights that change during the learning cycle. Weights for which neural network training has been completed may include weights for which a learning cycle has been completed. Therefore, the data structure including the weights of the neural network may include weights that are changed during the neural network learning process and/or the data structure including the weights for which neural network learning has been completed. Therefore, the above-mentioned weights and/or combinations of each weight are included in the data structure including the weights of the neural network. The above-described data structure is only an example and the present disclosure is not limited thereto.
신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 직렬화(serialization) 과정을 거친 후 컴퓨터 판독가능 저장 매체(예를 들어, 메모리, 하드 디스크)에 저장될 수 있다. 직렬화는 데이터 구조를 동일하거나 다른 컴퓨팅 장치에 저장하고 나중에 다시 재구성하여 사용할 수 있는 형태로 변환하는 과정일 수 있다. 컴퓨팅 장치는 데이터 구조를 직렬화하여 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 직렬화된 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 역직렬화(deserialization)를 통해 동일한 컴퓨팅 장치 또는 다른 컴퓨팅 장치에서 재구성될 수 있다. 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 직렬화에 한정되는 것은 아니다. 나아가 신경망의 가중치를 포함한 데이터 구조는 컴퓨팅 장치의 자원을 최소한으로 사용하면서 연산의 효율을 높이기 위한 데이터 구조(예를 들어, 비선형 데이터 구조에서 B-Tree, Trie, m-way search tree, AVL tree, Red-Black Tree)를 포함할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.The data structure including the weights of the neural network may be stored in a computer-readable storage medium (e.g., memory, hard disk) after going through a serialization process. Serialization can be the process of converting a data structure into a form that can be stored on the same or a different computing device and later reorganized and used. Computing devices can transmit and receive data over a network by serializing data structures. Data structures containing the weights of a serialized neural network can be reconstructed on the same computing device or on a different computing device through deserialization. The data structure including the weights of the neural network is not limited to serialization. Furthermore, the data structure including the weights of the neural network is a data structure to increase computational efficiency while minimizing the use of computing device resources (e.g., in non-linear data structures, B-Tree, Trie, m-way search tree, AVL tree, Red-Black Tree) may be included. The foregoing is merely an example and the present disclosure is not limited thereto.
데이터 구조는 신경망의 하이퍼 파라미터(Hyper-parameter)를 포함할 수 있다. 그리고 신경망의 하이퍼 파라미터를 포함한 데이터 구조는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수 있다. 하이퍼 파라미터는 사용자에 의해 가변되는 변수일 수 있다. 하이퍼 파라미터는 예를 들어, 학습률(learning rate), 비용 함수(cost function), 학습 사이클 반복 횟수, 가중치 초기화(Weight initialization)(예를 들어, 가중치 초기화 대상이 되는 가중치 값의 범위 설정), Hidden Unit 개수(예를 들어, 히든 레이어의 개수, 히든 레이어의 노드 수)를 포함할 수 있다. 전술한 데이터 구조는 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.The data structure may include hyper-parameters of a neural network. And the data structure including the hyperparameters of the neural network can be stored in a computer-readable medium. A hyperparameter may be a variable that can be changed by the user. Hyperparameters include, for example, learning rate, cost function, number of learning cycle repetitions, weight initialization (e.g., setting the range of weight values subject to weight initialization), Hidden Unit. It may include a number (e.g., number of hidden layers, number of nodes in hidden layers). The above-described data structure is only an example and the present disclosure is not limited thereto.
본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 정보 및 신호들이 임의의 다양한 상이한 기술들 및 기법들을 이용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 위의 설명에서 참조될 수 있는 데이터, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학장들 또는 입자들, 또는 이들의 임의의 결합에 의해 표현될 수 있다.Those skilled in the art will understand that information and signals may be represented using any of a variety of different technologies and techniques. For example, data, instructions, commands, information, signals, bits, symbols and chips that may be referenced in the above description include voltages, currents, electromagnetic waves, magnetic fields or particles, optical fields. It can be expressed by particles or particles, or any combination thereof.
본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 프로세서들, 수단들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, (편의를 위해, 여기에서 소프트웨어로 지칭되는) 다양한 형태들의 프로그램 또는 설계 코드 또는 이들 모두의 결합에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 호환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 이들의 기능과 관련하여 위에서 일반적으로 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 특정한 애플리케이션 및 전체 시스템에 대하여 부과되는 설계 제약들에 따라 좌우된다. 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수 있으나, 이러한 구현 결정들은 본 개시의 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.Those skilled in the art will understand that the various illustrative logical blocks, modules, processors, means, circuits and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein may be used in electronic hardware, (for convenience) It will be understood that it may be implemented by various forms of program or design code (referred to herein as software) or a combination of both. To clearly illustrate this interoperability of hardware and software, various illustrative components, blocks, modules, circuits and steps have been described above generally with respect to their functionality. Whether this functionality is implemented as hardware or software depends on the specific application and design constraints imposed on the overall system. A person skilled in the art of this disclosure may implement the described functionality in various ways for each specific application, but such implementation decisions should not be construed as departing from the scope of this disclosure.
여기서 제시된 다양한 실시예들은 방법, 장치, 또는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용한 제조 물품(article)으로 구현될 수 있다. 용어 제조 물품은 임의의 컴퓨터-판독가능 저장장치로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램, 캐리어, 또는 매체(media)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터-판독가능 저장매체는 자기 저장 장치(예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립, 등), 광학 디스크(예를 들면, CD, DVD, 등), 스마트 카드, 및 플래쉬 메모리 장치(예를 들면, EEPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브, 등)를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 또한, 여기서 제시되는 다양한 저장 매체는 정보를 저장하기 위한 하나 이상의 장치 및/또는 다른 기계-판독가능한 매체를 포함한다.The various embodiments presented herein may be implemented as a method, apparatus, or article of manufacture using standard programming and/or engineering techniques. The term article of manufacture includes a computer program, carrier, or media accessible from any computer-readable storage device. For example, computer-readable storage media include magnetic storage devices (e.g., hard disks, floppy disks, magnetic strips, etc.), optical disks (e.g., CDs, DVDs, etc.), smart cards, and flash. Includes, but is not limited to, memory devices (e.g., EEPROM, cards, sticks, key drives, etc.). Additionally, various storage media presented herein include one or more devices and/or other machine-readable media for storing information.
제시된 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조는 예시적인 접근들의 일례임을 이해하도록 한다. 설계 우선순위들에 기반하여, 본 개시의 범위 내에서 프로세스들에 있는 단계들의 특정한 순서 또는 계층 구조가 재배열될 수 있다는 것을 이해하도록 한다. 첨부된 방법 청구항들은 샘플 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 제공하지만 제시된 특정한 순서 또는 계층 구조에 한정되는 것을 의미하지는 않는다.It is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in the processes presented is an example of illustrative approaches. It is to be understood that the specific order or hierarchy of steps in processes may be rearranged within the scope of the present disclosure, based on design priorities. The appended method claims present elements of the various steps in a sample order but are not meant to be limited to the particular order or hierarchy presented.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the disclosure. Thus, the present disclosure is not limited to the embodiments presented herein but is to be interpreted in the broadest scope consistent with the principles and novel features presented herein.
Claims (9)
타겟 단백질의 복수의 결합 부위들에 대응하는 상동 단백질의 복수의 결합 부위들을 결정하는 단계;
상기 타겟 단백질의 복수의 결합 부위들 및 상기 상동 단백질의 복수의 결합 부위들을 비교하는 단계;
상기 비교에 기초하여, 상기 타겟 단백질의 복수의 결합 부위들 중, 상기 상동 단백질의 복수의 결합 부위들과의 관계에서 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하는 단계; 및
상기 식별된 결합 부위에 포함된, 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 식별하는 단계;
를 포함하는,
방법.
1. A method of identifying a binding site with selectivity for a target protein, performed by one or more processors of a computing device, comprising:
determining a plurality of binding sites of a homologous protein corresponding to a plurality of binding sites of the target protein;
Comparing a plurality of binding sites of the target protein and a plurality of binding sites of the homologous protein;
Based on the comparison, identifying a binding site that has selectivity in relation to a plurality of binding sites of the homologous protein among the plurality of binding sites of the target protein; and
identifying amino acid residues that contribute to selectivity contained in the identified binding site;
Including,
method.
상기 타겟 단백질의 복수의 결합 부위들에 대응하는 상동 단백질의 복수의 결합 부위들을 결정하는 단계 이전에:
상기 타겟 단백질과 상동 단백질의 3차원 구조를 정렬하는 단계; 및
상기 타겟 단백질의 3차원 구조로부터 결합이 가능한 복수의 결합 부위들을 예측하는 동작, 또는 사용자의 입력에 기초하여 상기 타겟 단백질의 3차원 구조에서 분석하고자 하는 결합 부위를 지정하는 동작 중 적어도 하나의 동작을 수행하는 단계;
를 더 포함하는,
방법.According to claim 1,
Before determining the plurality of binding sites of the homologous protein corresponding to the plurality of binding sites of the target protein:
Aligning the three-dimensional structures of the target protein and the homologous protein; and
At least one of predicting a plurality of binding sites capable of binding from the three-dimensional structure of the target protein, or specifying a binding site to be analyzed in the three-dimensional structure of the target protein based on a user's input. Steps to perform;
Containing more,
method.
상기 비교에 기초하여, 상기 타겟 단백질의 복수의 결합 부위들 중, 상기 상동 단백질의 복수의 결합 부위들과의 관계에서 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하는 단계는:
평가 함수를 이용하여 상기 타겟 단백질의 복수의 결합 부위들과 상기 상동 단백질의 복수의 결합 부위들의 유사도를 평가하는 단계; 및
상기 유사도가 일정 기준 이하인 상기 타겟 단백질의 결합 부위를 식별하는 단계;
를 포함하는,
방법.According to claim 1,
Based on the comparison, the step of identifying a binding site that has selectivity in relation to a plurality of binding sites of the homologous protein among the plurality of binding sites of the target protein is:
Evaluating the similarity between the plurality of binding sites of the target protein and the plurality of binding sites of the homologous protein using an evaluation function; and
Identifying a binding site of the target protein whose similarity is below a certain standard;
Including,
method.
상기 유사도는,
아미노산 서열의 유사도,
단백질 구조 유사도,
결합 부위의 부피의 유사도,
결합 부위의 모양의 유사도,
소수성(hydrophobicity)의 유사도, 또는
정전기학 성질(Electrostatics properties)의 유사도,
중 적어도 하나를 포함하는,
방법.According to claim 3,
The similarity is,
Similarity of amino acid sequence,
protein structure similarity,
Similarity of binding site volumes,
Similarity in shape of the binding site,
Similarity of hydrophobicity, or
Similarity of electrostatics properties,
Containing at least one of
method.
상기 선택성은,
상기 타겟 단백질의 하나 이상의 결합 부위와 상기 상동 단백질의 하나 이상의 결합 부위 간 유사도가 높을수록 감소하는,
방법,According to claim 1,
The selectivity is,
The similarity between one or more binding sites of the target protein and one or more binding sites of the homologous protein decreases as the similarity increases,
method,
상기 식별된 결합 부위에 포함된, 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 식별하는 단계는:
상기 식별된 결합 부위를 분석하여 상기 식별된 결합 부위에 포함된 아미노산 잔기를 도출하는 단계;
상기 식별된 결합 부위에 포함된 아미노산 잔기의 보존 점수(conservation score)를 측정하는 단계; 및
상기 보존 점수의 값에 기초하여 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 식별하는 단계;
를 포함하는,
방법.According to claim 1,
Identifying amino acid residues that contribute to selectivity contained in the identified binding site include:
Analyzing the identified binding site to derive amino acid residues included in the identified binding site;
Measuring the conservation score of amino acid residues included in the identified binding site; and
identifying amino acid residues contributing to selectivity based on the value of the conservation score;
Including,
method.
측정된 상기 보존 점수의 값에 기초하여, 상기 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 상기 타겟 단백질의 서열 또는 3차원 구조에 시각화하는 단계;
를 더 포함하는,
방법.According to claim 6,
Visualizing amino acid residues contributing to the selectivity in the sequence or three-dimensional structure of the target protein, based on the measured value of the conservation score;
Containing more,
method.
타겟 단백질의 복수의 결합 부위들에 대응하는 상동 단백질의 복수의 결합 부위들을 결정하는 동작;
상기 타겟 단백질의 복수의 결합 부위들 및 상기 상동 단백질의 복수의 결합 부위들을 비교하는 동작;
상기 비교에 기초하여, 상기 타겟 단백질의 복수의 결합 부위들 중, 상기 상동 단백질의 복수의 결합 부위들과의 관계에서 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하는 동작; 및
상기 식별된 결합 부위에 포함된, 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 식별하는 동작;
을 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.A computer program stored on a computer-readable storage medium containing instructions that cause a computing device to perform operations, the operations comprising:
An operation of determining a plurality of binding sites of a homologous protein corresponding to a plurality of binding sites of the target protein;
Comparing a plurality of binding sites of the target protein and a plurality of binding sites of the homologous protein;
Based on the comparison, identifying a binding site that has selectivity in relation to a plurality of binding sites of the homologous protein among the plurality of binding sites of the target protein; and
Identifying amino acid residues that contribute to selectivity contained in the identified binding site;
Including,
A computer program stored on a computer-readable storage medium.
적어도 하나의 프로세서; 및
메모리를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
타겟 단백질의 복수의 결합 부위들에 대응하는 상동 단백질의 복수의 결합 부위들을 결정하고,
상기 타겟 단백질의 복수의 결합 부위들 및 상기 상동 단백질의 복수의 결합 부위들을 비교하고,
상기 비교에 기초하여, 상기 타겟 단백질의 복수의 결합 부위들 중, 상기 상동 단백질의 복수의 결합 부위들과의 관계에서 선택성을 가지는 결합 부위를 식별하고, 그리고
상기 식별된 결합 부위에 포함된, 선택성에 기여하는 아미노산 잔기를 식별하는,
컴퓨팅 장치.
As a computing device,
at least one processor; and
contains memory,
The at least one processor,
Determining a plurality of binding sites of the homologous protein corresponding to a plurality of binding sites of the target protein,
Comparing a plurality of binding sites of the target protein and a plurality of binding sites of the homologous protein,
Based on the comparison, among the plurality of binding sites of the target protein, identify a binding site that has selectivity in relationship with the plurality of binding sites of the homologous protein, and
Identifying amino acid residues that contribute to selectivity contained in the identified binding site,
Computing device.
Priority Applications (2)
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KR1020220031327A KR102598390B1 (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Method for identifying a binding site having selectivity of a target protein |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220031327A KR102598390B1 (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Method for identifying a binding site having selectivity of a target protein |
Publications (2)
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---|---|
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KR102598390B1 true KR102598390B1 (en) | 2023-11-06 |
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Family Applications (1)
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KR1020220031327A KR102598390B1 (en) | 2022-03-14 | 2022-03-14 | Method for identifying a binding site having selectivity of a target protein |
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WO2014144963A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Alexandre Zanghellini | Automated method of computational enzyme identification and design |
KR102145318B1 (en) * | 2016-11-24 | 2020-08-19 | 한양대학교 산학협력단 | Candidate material discovery method and apparatus for drug targeting disorder-to-order transition site |
KR20190124553A (en) * | 2018-04-26 | 2019-11-05 | 한국과학기술원 | Method for predicting amino acid residue of target protein responsible for drug-resistance, using molecular docking simulation |
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- 2022-03-17 WO PCT/KR2022/003742 patent/WO2023176998A1/en unknown
Non-Patent Citations (2)
Title |
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C. Ehrt 외, "Impact of binding site comparisons on medicinal chemistry and rational molecular design", J. Medical Chemistry, pp.4121-4151, 2016.04.05.. |
M. D. Smilova 외, "Fragment hotspot mapping to identify selectivity-determining regions between related proteins", JCIM 62, pp.284-294, 2022.01.12.. |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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WO2023176998A1 (en) | 2023-09-21 |
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