KR20200066904A - A three dimensional image generation appratus of amino acid residues in protein context and thereof method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 단백질의 아미노산 잔기 주변 환경을 3차원 이미지로 생성하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단백질의 아미노산 잔기와 그 주변환경을 3차원 이미지 형태의 데이터로 생성하는 단백질의 아미노산 잔기 주변 환경을 3차원 이미지로 생성하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device and a method for generating a three-dimensional image of an environment surrounding an amino acid residue of a protein, and more specifically, an amino acid residue of a protein that generates an amino acid residue of a protein and its surrounding environment as three-dimensional image data. It relates to a device and a method for generating a three-dimensional image of the surrounding environment.
제약 바이오산업에서는 신약 연구 개발 비용을 절감하고 임상시험에서의 실패율을 낮추기 위하여 인공지능 융합에 대한 높은 관심을 기울이고 있으며 인공지능을 통한 빅데이터 분석은 신약 개발의 모든 단계와 개발 과정에서의 혁신을 가져올 것으로 예상한다.The pharmaceutical bio industry is paying high attention to artificial intelligence convergence in order to reduce the cost of new drug research and development and lower the failure rate in clinical trials, and big data analysis through artificial intelligence will bring innovation in all stages of drug development and the development process. Expect.
인공지능 모델을 학습시키기 위해서는 화학적, 생물학적 빅데이터를 필요로 한다. 대표적인 빅데이터로 PDB(Protein Data Bank)를 포함한다. PDB는 실험으로 밝혀진 생체내의 거대 분자들의 3차 구조들에 대한 정보를 모아 놓은 곳으로 미국 Brookhaven National Laboratory에서 운영하는 단백질 데이터 베이스이다. 따라서, PDB는 원자좌표(Atomic coordinates), 참고 문헌 인용문(bibliographic citations), 일차 및 이차 구조 정보(primary, secondary structure information), 결정구조(crystallographic structures) 등에 관한 정보를 제공한다.In order to train artificial intelligence models, chemical and biological big data is required. Representative big data includes PDB (Protein Data Bank). PDB is a protein database operated by the Brookhaven National Laboratory in the United States, which collects information about tertiary structures of macromolecules in vivo that have been found in experiments. Thus, the PDB provides information on atomic coordinates, bibliographic citations, primary and secondary structure information, crystallographic structures, and the like.
최근에는 제약 바이오 산업에서도 인공지능 융합에 대한 필요성 증가로 인해 각종 특징(feature) 데이터를 생산하고 있으며, 딥러닝 등의 인공지능 분야에서 부상하고 있는 콘볼루션 신경망(Convolutional neural networks)에 적용 가능한 이미지 데이터에 대한 필요성이 증가하고 있다.Recently, the pharmaceutical bio industry is producing various feature data due to the increasing need for artificial intelligence convergence, and image data applicable to convolutional neural networks emerging in artificial intelligence fields such as deep learning. The need for is increasing.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0020443호(2001.03.15. 공개)에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2001-0020443 (published on March 15, 2001).
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 단백질의 아미노산 잔기와 그 주변환경을 3차원 이미지 형태의 데이터로 생성하는 단백질의 아미노산 잔기 주변 환경을 3차원 이미지로 생성하는 장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다. An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for generating an amino acid residue surrounding a protein as a three-dimensional image and a method for generating an amino acid residue surrounding a protein as three-dimensional image data. .
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 단백질의 아미노산 잔기 주변 환경을 3차원 이미지로 생성하는 장치에 있어서, 단백질에 대한 구조 데이터를 입력받는 단백질 데이터 입력부, 상기 입력된 단백질 구조 데이터를 이용하여 단백질을 구성하는 각각의 잔기에 포함된 원자간의 거리를 계산하고, 계산된 거리값을 이용하여 잔기에 대한 그룹을 형성하는 그룹형성부, 상기 형성된 그룹 내에 포함되며, 각각의 잔기의 기본 구성이 되는 , N, C의 원자를 3차원의 공간 좌표에 표시하는 공간좌표 표시부, 그리고 상기 3차원 공간 좌표에 상기 그룹을 형성하는 모든 원자들을 표시하는 3차원 이미지 변환부를 포함한다. According to an embodiment of the present invention for achieving such a technical problem, in a device for generating a three-dimensional image of the environment around the amino acid residue of a protein, the protein data input unit for receiving the structural data for the protein, the input protein structural data Using the calculated distance between atoms contained in each residue constituting the protein, and using the calculated distance value to form a group for the residue group forming unit, included in the formed group, the basic configuration of each residue Being , A spatial coordinate display unit displaying atoms of N and C in three-dimensional spatial coordinates, and a three-dimensional image conversion unit displaying all atoms forming the group in the three-dimensional spatial coordinates.
상기 그룹형성부는, 상기 수신된 단백질 구조 데이터를 이용하여 잔기 별로 분해하고, 상기 분해한 잔기에 포함되는 모든 원자들간의 거리를 산출한 다음, 상기 해당 잔기에 포함된 특정 원자를 중심으로 기 설정한 컷오프(cutoff)값을 가진 반경 이내에 위치하는 모든 원자에 대한 정보를 획득 및 그룹화할 수 있다. The group forming unit decomposes for each residue using the received protein structure data, calculates a distance between all atoms included in the decomposed residue, and pre-sets a specific atom included in the corresponding residue. Information about all atoms located within a radius with a cutoff value can be obtained and grouped.
상기 그룹화되는 모든 원자는, 상기 중심점이 있는 해당 잔기에 포함된 원자와, 상기 설정된 반경 이내에 위치하는 주변 다른 잔기들의 원자를 포함할 수 있다. All atoms to be grouped may include atoms included in the corresponding residue having the center point and atoms of other residues located within the set radius.
상기 공간좌표 표시부는, 상기 그룹화된 잔기가 글라이신(GLY)인지 구분하고, 단백질 백본(backbone)에 위치하며 모든 잔기가 동일하게 가지고 있는 , N, C의 원자에 대한 정보를 획득하는 원자 정보 획득모듈, 그리고 상기 백본에서 획득한 , N, C의 원자가 이루는 평면이 3차원의 공간좌표의 XY축의 평면과 평행이 되도록 위치시키고, 상기 XY축과 평행하게 위치한 , N, C의 원자 중에서 을 원점에 위치시킨 다음, 상기 을 중심으로 N과 C를 좌표변환 및 회전처리를 이용하여 정규화하는 공간좌표 표준화 모듈을 포함할 수 있다. The spatial coordinate display unit distinguishes whether the grouped residue is glycine (GLY), is located in the protein backbone, and has all residues identically. , N, C atomic information acquisition module for obtaining information about the atom, and obtained from the backbone , N, C atoms are placed in a plane parallel to the plane of the XY axis of the three-dimensional spatial coordinates, located parallel to the XY axis Among the atoms of, N, C To the origin, then A spatial coordinate standardization module that normalizes N and C using coordinate transformation and rotation processing may be included.
상기 공간좌표 표준화 모듈은, 상기 3가지의 원자 중에서 의 좌표가 XY축의 원점에 위치하도록 좌표를 이동시키고, 상기 을 원점에 위치시킨 상태에서 N의 좌표를 XY축의 평면에 사영시킨 다음, XY축의 평면에 위치한 N의 좌표에 대한 벡터와 Y축의 사이에 형성된 사잇각을 이용하여 N의 좌표가 YZ축의 평면에 닿도록 Z축을 회전시키며, 상기 회전된 N의 좌표에 대한 벡터와 Y축의 사이에 형성된 사잇각을 이용하여 N의 좌표가 XY축의 평면에 닿도록 X축을 회전시키고, 그리고 상기 C의 좌표를 XZ축의 평면에 사영시킨 다음, 벡터와 X축의 사이에 형성된 사잇각을 이용하여 C의 좌표가 XY축의 평면에 닿도록 Y축을 회전시킴으로써, 상기 , N, C의 원자가 XY축의 평면상에 평행하게 위치시킬 수 있다. The spatial coordinate standardization module, among the three atoms Move the coordinates so that their coordinates are located at the origin of the XY axis, and After projecting the coordinates of N on the plane of the XY axis while positioning at the origin, the coordinates of N on the plane of the XY axis The Z-axis is rotated so that the coordinates of N contact the plane of the YZ axis by using the angle of incidence formed between the vector and the Y-axis. The X-axis is rotated so that the coordinates of N touch the plane of the XY-axis using the angle formed between the vector and the Y-axis, and the coordinates of C are projected onto the plane of the XZ-axis, By rotating the Y-axis so that the coordinates of C touch the plane of the XY-axis by using the angle of incidence formed between the vector and the X-axis, , N, C atoms can be positioned parallel to the plane of the XY axis.
상기 공간좌표 표준화 모듈은, 상기 의 좌표를 원점에 위치시킨 상태에서 벡터는 y축과 평행하고, C의 좌표는 와 N의 좌표보다 큰 위치값을 가질 수 있다. The spatial coordinate standardization module, the With the coordinates of The vector is parallel to the y-axis, and the coordinates of C are It may have a position value greater than the coordinates of and N.
상기 3차원 이미지 변환부는, 상기 XY축의 평면상에 정규화시킨 , N, C의 좌표를 잔기의 가 원점이 되는 좌표에 이동하여 위치시킨 다음, 상기 를 중심으로 상기 와의 거리가 컷오프(cutoff)값보다 작은 모든 원자의 좌표를 표시할 수 있다. The three-dimensional image conversion unit, normalized on the plane of the XY axis , N, C coordinates of the residue Is moved to the origin coordinate and positioned, and then Centered on the above You can display the coordinates of all atoms whose distance from and is less than the cutoff value.
상기 3차원 이미지 변환부는, 상기 그룹화된 잔기가 글라이신(GLY)일 경우, 상기 XY축의 평면상에 정규화시킨 , N, C의 좌표의 를 중심으로 상기 와의 거리가 컷오프(cutoff)값보다 작은 모든 원자의 좌표를 표시할 수 있다. The 3D image conversion unit, when the grouped residue is glycine (GLY), normalized on the plane of the XY axis , N, C coordinates Centered on the above You can display the coordinates of all atoms whose distance from and is less than the cutoff value.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 3차원 이미지 생성장치를 이용한 단백질의 아미노산 잔기 주변 환경의 3차원 이미지 생성 방법에 있어서, 단백질에 대한 구조 데이터를 입력받는 단계, 상기 입력된 단백질 구조 데이터를 이용하여 단백질을 구성하는 각각의 잔기에 포함된 원자간의 거리를 계산하고, 계산된 거리값을 이용하여 잔기에 대한 그룹을 형성하는 단계, 상기 형성된 그룹 내에 포함되며, 각각의 잔기의 기본 구성이 되는 , N, C의 원자를 3차원의 공간 좌표로 정규화하는 단계, 그리고 상기 3차원 공간 좌표에 상기 그룹을 형성하는 모든 원자들을 표시하여 이미지화하는 단계를 포함한다. In addition, according to an embodiment of the present invention, in a method for generating a 3D image of an environment surrounding an amino acid residue of a protein using a 3D image generating apparatus, receiving structural data for a protein, and using the input protein structural data By calculating the distance between the atoms contained in each residue constituting the protein, forming a group for the residue using the calculated distance value, included in the formed group, the basic configuration of each residue , Normalizing the atoms of N and C to three-dimensional spatial coordinates, and displaying and displaying all the atoms forming the group in the three-dimensional spatial coordinates.
이와 같이 본 발명에 따르면, 단백질의 아미노산 잔기와 그 주변환경을 표현하는 3차원 이미지를 생성하여 데이터 분석 및 인공지능 모델을 학습 할 수 있는 데이터로 사용할 수 있으므로 인공지능 융합의 새로운 가능성을 열어줄 원료로 제공될 수 있는 효과를 지닌다. As described above, according to the present invention, a three-dimensional image representing an amino acid residue of a protein and its surrounding environment can be generated and used as data for learning data analysis and artificial intelligence models, thereby opening new possibilities for artificial intelligence fusion. It has an effect that can be provided.
또한, 본 발명에 따르면, 3차원 이미지 생성을 수행할 때 동일한 위치선상으로의 정규화 과정을 포함하므로, 잔기의 종류 및 다른 잔기와의 접촉을 효과적으로 식별 가능하게 하고, 수소제거 및 채널증가 등을 통해 원하는 형태로의 확장이 가능한 효과를 도모할 수 있다. In addition, according to the present invention, when performing 3D image generation, since it includes a normalization process to the same position line, it is possible to effectively identify the type of residue and contact with other residues, and through hydrogen removal and channel increase, etc. The effect that can be extended to a desired shape can be achieved.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 이미지 생성 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 공간좌표 표시부를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 이미지 생성장치를 이용한 3차원 이미지 생성방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 4는 도 3에 도시된 S320단계에서 단백질을 잔기별로 분해한 상태를 나타내는 예시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 S330단계를 개략적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 도 3에 도시된 S340단계를 개략적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 도 6에 도시된 S344단계에서 N을 YZ축의 평면에 위치시키는 방법을 개략적으로 도시한 예시도이다.
도 8은 도6에 도시된 S345단계에서 N을 XY축의 평면에 평면에 위치시켜 정규화하는 방법을 개략적으로 도시한 예시도이다.
도 9는 도6에 도시된 S346단계에서 C원자를 XY축의 평면에 위치시켜 정규화하는 방법을 개략적으로 도시한 예시도이다.
도 10은 도 3에 도시된 S350단계에서 그룹화된 모든 원소들을 3차원 좌표공간상에 표시한 상태를 나타내는 예시도이다. 1 is a configuration diagram showing a three-dimensional image generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing the spatial coordinate display unit illustrated in FIG. 1.
3 is a flowchart schematically showing a 3D image generating method using a 3D image generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view showing a state in which proteins are decomposed by residues in step S320 shown in FIG. 3.
FIG. 5 is a flowchart for schematically explaining step S330 illustrated in FIG. 3.
6 is a flowchart for schematically explaining step S340 illustrated in FIG. 3.
FIG. 7 is an exemplary view schematically showing a method of positioning N in the plane of the YZ axis in step S344 illustrated in FIG. 6.
FIG. 8 is an exemplary view schematically showing a method of normalizing by placing N on a plane of the XY axis in step S345 illustrated in FIG. 6.
FIG. 9 is an exemplary view schematically showing a method of normalizing by placing a C atom in the plane of the XY axis in step S346 illustrated in FIG. 6.
10 is an exemplary view showing a state in which all elements grouped in step S350 shown in FIG. 3 are displayed on a 3D coordinate space.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to a user or operator's intention or practice. Therefore, the definition of these terms should be made based on the contents throughout the specification.
이하에서는 도 1 및 도2를 통하여 본 발명의 실시예에 따른 3차원 이미지 생성 장치에 대하여 설명한다. Hereinafter, a 3D image generating apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 이미지 생성 장치를 나타내는 구성도이다. 1 is a configuration diagram showing a three-dimensional image generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 이미지 생성 장치(100)는 단백질 데이터 입력부(110), 그룹형성부(120), 공간좌표 표시부(130) 및 3차원 이미지 변환부(140)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the 3D
먼저, 단백질 데이터 입력부(110)는 단백질에 대한 구조 데이터를 입력받는다. 이때, 단백질 구조 데이터는 pdb파일 형식이며, 단백질에 포함된 아미노산에 대해 3차원 직각 좌표상의 좌표에 대한 정보를 포함한다. First, the protein
그룹형성부(120)는 입력된 단백질 구조 데이터를 이용하여 잔기별로 분해하고, 잔기에 포함된 원자간의 거리값을 계산한다. 그 다음, 그룹형성부(120)는 거리값을 이용하여 잔기의 중심이 되는 원자로부터 일정간 반경내에 위치한 모든 원자들을 하나의 그룹으로 형성한다. The
부연하면, 단백질은 수 십개에서 수 천개 이상의 아미노산 즉, 잔기를 포함하고, 잔기는 복수개의 원자로 구성되어 있다. 따라서, 그룹형성부(120)는 잔기별로 분해하고, 단백질 구조 데이터에 포함된 원자좌표를 이용하여 잔기를 구성하고 있는 원자들 간의 거리값을 산출한다. 그 다음, 그룹형성부(120)는 잔기의 내측에 위치한 중심점 또는 중심 원자로부터 일정간 반경내에 위치하고 있는 모든 원자들에 대해 그룹을 형성한다. 즉, 그룹형성부(120)가 형성한 그룹에는 잔기와 주변에 위치하고 있는 다른 잔기의 원소도 포함할 수 있다. Incidentally, proteins contain dozens to thousands of amino acids, or residues, and residues are composed of multiple atoms. Therefore, the
공간좌표 표시부(130)는 그룹화된 원자들 중에서 잔기의 백본(backbone)에 해당하는 , N, C의 원자를 3차원의 공간 좌표상에 표시 표시하며, 백본에 포함된 , N, C의 원자에 대한 정규화를 수행한다. The spatial
3차원 이미지 변환부(140)는 , N, C의 원자를 중심으로 그룹형성부(120)에서 그룹화한 모든 원자들을 3차원 공간좌표에 표시한다. The 3D
도 2는 도 1에 도시된 공간좌표 표시부를 개략적으로 나타내는 구성도이다.FIG. 2 is a configuration diagram schematically showing the spatial coordinate display unit illustrated in FIG. 1.
도 2에 도시된 바와 같이, 공간좌표 표시부(130)는 원자 정보 획득모듈(131)과 공간좌표 표준화 모듈(132)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the spatial
먼저, 원자 정보 획득모듈(131)은 단백질 백본에 위치하며 모든 잔기가 동일하게 가지고 있는 , N, C의 원자에 대한 정보를 획득한다. First, the atomic
그리고, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 백본에서 획득한 정보를 이용하여 , N, C의 원자가 이루는 평면이 3차원의 공간좌표의 XY축의 평면과 평행이 되도록 위치시킨다. 그 다음, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 XY축과 평행하게 위치한 , N, C의 원자를 순서대로 좌표변환 및 회전 처리하여, , N, C의 원자를 XY평면의 동일한 위치선상에 정규화시킨다. In addition, the spatial
이하에서는 도 3 및 도10을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 3차원 이미지 생성장치를 이용한 3차원 이미지 생성방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method for generating a 3D image using a 3D image generating apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 10.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 이미지 생성장치를 이용한 3차원 이미지 생성방법을 개략적으로 도시한 순서도이다. 3 is a flowchart schematically showing a 3D image generating method using a 3D image generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 단백질 데이터 입력부(110)는 외부 서버로부터 단백질에 대한 구조데이터를 입력 받는다(S310). As shown in FIG. 3, first, the protein
다시 설명하면, 단백질 데이터 입력부(110)는 PDB(Protein Data Bank)로 부터 원자좌표(Atomic coordinates)에 관한 정보를 포함한 단백질 데이터를 입력받는다. 이때, PDB(Protein Data Bank)는 단백질 데이터를 PDB파일 형식으로 제공한다. In other words, the protein
그 다음, 그룹형성부(120)는 입력받은 단백질 구조 데이터에 포함된 구조 정보를 이용하여 단백질을 잔기별로 분해한다(S320). Then, the
도 4는 도 3에 도시된 S320단계에서 단백질을 잔기별로 분해한 상태를 나타내는 예시도이다. 4 is an exemplary view showing a state in which proteins are decomposed by residues in step S320 shown in FIG.
도 4에 도시된 바와 같이, 그룹형성부(120)는 단백질의 백본에 해당하며, 잔기의 기본 구성이 되는 , N, C를 중심으로 잔기를 분해한다.As shown in Figure 4, the
먼저, 아미노산에 대해 설명하면, 아미노산은 염기성 성질을 가진 아민기(-NH2)와 산성 성질을 가진 카르복실기(-COOH)가 공존하는 특정한 구조를 지닌 분자를 말한다. 아민기와 카르복실기는 동일한 탄소 원자에 결합되어 있으며, 이 탄소를 알파 탄소라 부른다. 아미노산은 백본을 형성하는 알파탄소()와 질소(N) 및 탄소(C)를 중심으로 수소(H), 산소(O) 또는 다른 사이드 체인을 포함한다. 따라서, 그룹형성부(120)는 아미노산 즉, 잔기마다 기본 원자로 포함되는 알파탄소()와 질소(N) 및 탄소(C)를 중심으로 단백질을 잔기별로 분해한다. First, when the amino acid is described, the amino acid refers to a molecule having a specific structure in which an amine group (-NH2) having basic properties and a carboxyl group (-COOH) having acidic properties coexist. The amine group and carboxyl group are bonded to the same carbon atom, and this carbon is called alpha carbon. Amino acids are alpha carbons that form the backbone ( ) And nitrogen (N) and carbon (C), and hydrogen (H), oxygen (O), or other side chains. Therefore, the
잔기 분해가 완료된 다음에, 그룹형성부(120)는 분해된 잔기내에 포함된 복수개의 원자들간의 거리값을 산출하고, 산출된 거리값을 이용하여 잔기의 중심점을 기준으로 일정한 거리내에 포함된 원자들을 그룹화한다(S330). After the residue decomposition is completed, the
이하에서는 도 5를 이용하여 잔기에 대한 그룹을 형성하는 방법을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method of forming a group for residues will be described in more detail with reference to FIG. 5.
도 5는 도 3에 도시된 S330단계를 개략적으로 설명하기 위한 순서도이다. FIG. 5 is a flowchart for schematically explaining step S330 illustrated in FIG. 3.
도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 그룹형성부(120)는 분해된 잔기 내에 포함된 원자들간의 거리값을 산출한다(S331). 즉, 그룹형성부(120)는 입력받은 단백질 구조 데이터에 포함된 원좌좌표를 이용하여 원자들간의 거리값을 산출한다. As shown in FIG. 5, first, the
부연하면, 그룹형성부(120)는 잔기가 글라이신(GLY)인지 아닌지 판단한다. 따라서, 그룹형성부(120)는 글라이신일 경우 와 다른 원자간의 거리를 산출하고, 글라이신이 아닌 경우에는 와 다른 원자간의 거리를 산출한다. In other words, the
그리고, 그룹형성부(120)는 원자간의 거리를 하기의 수학식 1을 이용하여 산출한다. Then, the
여기서, (x,y,z)는 또는 원자의 좌표이고, {(x',y',z'), (x",y",z")...}는 주변 원자의 좌표이다. Where (x,y,z) is or The coordinates of the atom, {(x',y',z'), (x",y",z")...} are the coordinates of the surrounding atoms.
그 다음, 그룹형성부(120)는 산출된 거리값을 이용하여 컷오프(cutoff)값을 설정한다(S332). 컷오프값은 잔기를 그룹화할 때 적용되는 반경에 대한 값으로써, 그룹형성부(120)는 잔기의 그룹화하는데 필요한 반경을 10Å으로 한정한다. 상기와 같이, 중심점으로부터의 반경에 대한 거리를 10Å으로 한정한 이유는 앞서 산출된 원자들의 거리에 대한 평균값이 3.63 Å으로 산출되고, 최대값은 6.10 Å으로 산출되었기 때문이다. 이와 같이, 그룹형성부(120)는 컷오프값을 10Å으로 설정함으로써, 분해된 잔기에 포함된 원자를 모두 그룹화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 해당 잔기와 주변 잔기들 간의 접촉정보를 얻을 수 있다. Then, the
S332단계와 같이 컷오프값에 대한 설정이 완료되면, 그룹형성부(120)는 반경이 10Å이내에 위치하고 있는 모든 원자들을 그룹화하기 위하여 잔기내에 중심이 되는 원자에 대한 정보를 획득한다(S333). When the setting for the cutoff value is completed as in step S332, the
즉, 그룹형성부(120)는 잔기내에 중심이 되는 원자를 중심점으로 설정한다. 여기서, 그룹형성부(120)는 잔기가 글라이신(GLY)일 경우에는 잔기의 원소 중에서 를 중심점으로 설정하고, 그 외의 잔기일 경우에는 원소 중에서 를 중심점으로 설정한다. That is, the
그 다음, 그룹형성부(120)는 획득한 중심점으로부터 반경 10Å이내에 위치하고 있는 모든 원자들을 그룹화한다(S334). 이때, 생성된 그룹은 중심점이 위치하고 있는 해당 잔기와 설정된 반경 이내에 위치하는 주변 다른 잔기들의 원자를 포함한다. Then, the
S334 단계와 같이 분해된 잔기별로 그룹이 완료된 다음에, 공간좌표 표시부(130)는 그룹화된 잔기에 포함되며 단백질의 백본에 해당하는 , N, C 원자를 3차원의 공간 좌표에 표시한다(S340). After the group is completed for each of the decomposed residues as in step S334, the spatial coordinate
이하에서는 도 6 내지 도 9를 이용하여 S340단계를 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, step S340 will be described in more detail with reference to FIGS. 6 to 9.
도 6은 도 3에 도시된 S340단계를 개략적으로 설명하기 위한 순서도이다. 6 is a flowchart for schematically explaining step S340 illustrated in FIG. 3.
도 6에 도시된 바와 같이, 공간좌표 표시부(130)는 모든 잔기가 동일하게 가지고 있는 , N, C원자에 대한 정보를 획득한다(S341). 부연하면, 원자 정보 획득모듈(131)은 단백질 백본(backbone)에 위치하며 모든 잔기가 동일하게 가지고 있는 , N, C의 원자에 대한 정보를 획득한다. 여기서, , N, C의 원자에 대한 정보는 원자 좌표 및 원자간의 거리에 정보를 포함한다. As illustrated in FIG. 6, the spatial coordinate
그 다음, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 획득한 , N, C원자를 3차원 공간좌표의 XY축의 평면과 평행이 되도록 위치시킨다(S342). 이를 다시 설명하면, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 , N, C원자 중에서 를 3차원 공간좌표의 원점과 동일한 위치선상에 위치시킨다. 그 후, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 , N, C원자를 3차원 공간좌표의 XY축의 평면과 평행하도록 위치시킨다. Then, the spatial coordinate
이와 같이 , N, C원자와 XY축의 평면이 평행한 상태에서, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 원자를 XY축의 원점에 위치시킨다(S343).like this , N, C atom and the XY axis in parallel, the spatial coordinate
그리고, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 을 원점에 위치시킨 상태에서 N을 XY축의 평면에 사영시키고, Z축을 중심으로 회전시켜 N을 YZ축의 평면에 위치시킨다(S344). And, the spatial coordinate
이하에서는 도 7을 이용하여 S344단계에 대해 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, step S344 will be described in more detail with reference to FIG. 7.
도 7은 도6에 도시된 S344단계에서 N을 YZ축의 평면에 위치시키는 방법을 개략적으로 도시한 예시도이다. 7 is an exemplary view schematically showing a method of positioning N in the plane of the YZ axis in step S344 illustrated in FIG. 6.
도 7에 도시된 바와 같이, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 N을 XY축의 평면에 사영시킨 다음, 사영되어 XY축의 평면에 위치한 N의 좌표에 대하여 벡터와 Y축의 사이에 형성된 사잇각을 추출한다.As shown in FIG. 7, the spatial coordinate
이때, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 하기의 수학식 2를 이용하여 N의 좌표에 대하여 벡터와 Y축의 사이에 형성된 사잇각을 산출한다. At this time, the spatial coordinate
여기서, 는 양의 Y축 벡터값으로서 (0, 1, 0)의 좌표값으로 나타내고, 는 N을 XY평면에 사영 시켰을 때의 벡터값으로 (, , 0)의 좌표값으로 나타낸다. here, Is a positive Y-axis vector value represented by (0, 1, 0) coordinate values, Is the vector value when N is projected on the XY plane ( , , 0).
따라서, 의 값은 이 되고, |||| 는 1 × 의 값을 통해 산출된다. therefore, The value of Become, | || | 1 × Is calculated through the value of
그 다음, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 N이 YZ축의 평면에 닿도록 Z축을 중심으로 사잇각 만큼 회전시킨다. Then, the spatial coordinate
다음으로, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 YZ축의 평면에 위치한 N을 XY축의 평면에 위치하고 있는 와 동일 선상에 위치하도록 이동시켜 정규화한다(S345). Next, the spatial coordinate
이하에서는 도 8을 이용하여 S345단계에 대해 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, step S345 will be described in more detail with reference to FIG. 8.
도 8은 도6에 도시된 S345단계에서 N을 XY축의 평면에 평면에 위치시켜 정규화하는 방법을 개략적으로 도시한 예시도이다. FIG. 8 is an exemplary view schematically showing a method of normalizing by placing N on a plane of the XY axis in step S345 illustrated in FIG. 6.
도 8에 도시된 바와 같이, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 YZ축의 평면에 위치한 N의 좌표에 대한 벡터와 Y축의 사이에 형성된 사잇각을 추출한다. 8, the spatial coordinate
이때, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 하기의 수학식 3을 이용하여 N의 좌표에 대한 벡터와 Y축의 사이에 형성된 사잇각을 산출한다. At this time, the spatial coordinate
여기서, 는 양의 Y축 벡터값으로서 (0, 1, 0)의 좌표값으로 나타내고, 는 N좌표의 벡터값으로 (0, , )의 좌표값으로 나타낸다. here, Is a positive Y-axis vector value represented by (0, 1, 0) coordinate values, Is the vector of N coordinates (0, , ).
따라서, 의 값은 이 되고, |||| 는 1 × 의 값을 통해 산출된다. therefore, The value of Become, | || | 1 × Is calculated through the value of
그 다음, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 N이 XY축의 평면에 닿도록 X축을 중심으로 사잇각 만큼 회전시킨다. Next, the spatial coordinate
상기와 같이, 와 N를 정규화 한 다음, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 C원자를 XZ축의 평면에 사영시킨 후, 좌표변환 및 회전처리를 이용하여 C원자를 정규화시킨다(S346). As above, After normalizing and N, the spatial coordinate
이하에서는 도 9를 이용하여 S346단계에 대해 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, step S346 will be described in more detail with reference to FIG. 9.
도 9는 도6에 도시된 S346단계에서 C원자를 XY축의 평면에 위치시켜 정규화하는 방법을 개략적으로 도시한 예시도이다. FIG. 9 is an exemplary view schematically showing a method of normalizing by placing a C atom in the plane of the XY axis in step S346 illustrated in FIG. 6.
도 9에 도시된 바와 같이, C원자가 XY축의 평면과 평행하게 위치한 상태에서, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 C 원자를 XZ축의 평면에 사영시킨다. 공간좌표 표준화 모듈(132)은 XZ축의 평면에 사영된 C 원자의 좌표를 이용하여 벡터와 X축의 사이에 형성된 사잇각을 추출한다. As shown in FIG. 9, in the state in which the C atom is positioned parallel to the plane of the XY axis, the spatial coordinate
이때, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 하기의 수학식 4를 이용하여 벡터와 X축의 사이에 형성된 사잇각을 산출한다. At this time, the spatial coordinate
여기서, 는 양의 x축 벡터값으로서 (1, 0, 0)의 좌표값으로 나타내고, 는 C좌표를 XZ평면에 사영시켰을 때의 벡터값으로 (, 0, )의 좌표값으로 나타낸다. here, Is a positive x-axis vector value represented by (1, 0, 0) coordinate values, Is the vector value when projecting the C coordinate onto the XZ plane ( , 0, ).
따라서, 의 값은 이 되고, |||| 의 값은 1 × 을 통해 산출된다. therefore, The value of Become, | || | The value of 1 × Is calculated through
그 다음, 공간좌표 표준화 모듈(132)은 C의 좌표가 XY축의 평면에 닿도록 사잇각만큼 Y축을 회전시킨다. 그러면, C원자는 와 N와 동일한 위치 선상에 위치하되, C의 좌표는 와 N의 좌표보다 큰 위치값을 가진다. Then, the spatial coordinate
S340단계와 같이, , N, C원자를 XY축의 평면상에 정규화 시킨 다음, 3차원 이미지 변환부(140)는 , N, C원자의 주변에 위치하며 그룹형성부(120)을 통해 그룹화되었던 모든 원자들을 3차원 공간좌표상에 표시하여 이미지화시킨다(S350).As in step S340, After normalizing the N, C atoms on the plane of the XY axis, the 3D
3차원 이미지 변환부(140)는 XY축의 평면상에 정규화시킨 , N, C의 좌표를 잔기의 가 원점이 되도록 좌표를 이동하여 위치시킨 다음, 를 중심으로 와의 거리가 컷오프 값보다 작은 모든 원자의 좌표를 표시한다. The 3D
한편, 이미지화되는 잔기가 글라이신일 경우에는 대신에 를 중심으로 와의 거리가 컷오프 값보다 작은 모든 원자의 좌표를 표시한다.On the other hand, when the residue to be imaged is glycine, Instead of Centered on Displays the coordinates of all atoms whose distance is less than the cutoff value.
도 10은 도 3에 도시된 S350단계에서 그룹화된 모든 원소들을 3차원 좌표공간상에 표시한 상태를 나타내는 예시도이다. 10 is an exemplary view showing a state in which all elements grouped in step S350 shown in FIG. 3 are displayed on a 3D coordinate space.
3차원 이미지 변환부(140)는 도 10에 도시된 바와 같이, 잔기의 또는 를 중심으로 , N, C의 좌표를 위치시키고, 그룹화된 모든 원자들을 , N, C의 주변에 위치하며 3차원 이미지를 생성한다. 3D
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 단백질의 아미노산 잔기와 그 주변환경을 표현하는 3차원 이미지를 생성함으로써, 데이터 분석 및 인공지능 모델을 학습 할 수 있는 데이터로 사용할 수 있으므로 인공지능 융합의 새로운 가능성을 열어줄 원료로 제공될 수 있는 효과를 지닌다. As described above, according to an embodiment of the present invention, by generating a three-dimensional image representing the amino acid residues of a protein and its surroundings, data analysis and artificial intelligence models can be used as data to learn, so new possibilities for artificial intelligence fusion It has the effect that can be provided as a raw material to open.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 3차원 이미지 생성을 수행할 때 동일한 위치선상으로의 정규화 과정을 포함하므로, 잔기의 종류 및 다른 잔기와의 접촉을 효과적으로 식별 가능하게 하고, 수소제거 및 채널증가 등을 통해 원하는 형태로의 확장이 가능한 효과를 도모할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, when performing 3D image generation, since it includes a normalization process on the same position line, it is possible to effectively identify the type of residue and contact with other residues, and remove hydrogen and increase channels. It is possible to promote an effect that can be expanded to a desired shape through the like.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those skilled in the art to which the art belongs understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the claims below.
100 : 3차원 이미지 생성 장치
110 : 단백질 데이터 입력부
120 : 그룹형성부
130 : 공간좌표 표시부
131 : 원자 정보 획득모듈
132 : 공간좌표 표준화 모듈
140 : 3차원 이미지 변환부100: 3D image generating device
110: protein data input unit
120: group forming unit
130: spatial coordinate display unit
131: Atomic information acquisition module
132: spatial coordinate standardization module
140: 3D image conversion unit
Claims (16)
단백질에 대한 구조 데이터를 입력받는 단백질 데이터 입력부,
상기 입력된 단백질 구조 데이터를 이용하여 단백질을 구성하는 각각의 잔기에 포함된 원자간의 거리를 계산하고, 계산된 거리값을 이용하여 잔기에 대한 그룹을 형성하는 그룹형성부,
상기 형성된 그룹 내에 포함되며, 각각의 잔기의 기본 구성이 되는 , N, C의 원자를 3차원의 공간 좌표에 표시하는 공간좌표 표시부, 그리고
상기 3차원 공간 좌표에 상기 그룹을 형성하는 모든 원자들을 표시하는 3차원 이미지 변환부를 포함하는 3차원 이미지 생성 장치.In the device for generating a three-dimensional image of the environment surrounding the amino acid residues of the protein,
Protein data input unit that receives the structural data for the protein,
Group forming unit for calculating the distance between atoms contained in each residue constituting the protein using the input protein structure data, and forming a group for the residue using the calculated distance value,
It is included in the formed group, and is the basic structure of each residue Spatial coordinate display unit that displays atoms of, N, and C in three-dimensional spatial coordinates, and
And a 3D image conversion unit displaying all atoms forming the group in the 3D spatial coordinates.
상기 그룹형성부는,
상기 수신된 단백질 구조 데이터를 이용하여 잔기 별로 분해하고, 상기 분해한 잔기에 포함되는 모든 원자들간의 거리를 산출한 다음, 상기 해당 잔기에 포함된 특정 원자를 중심으로 기 설정한 컷오프(cutoff)값을 가진 반경 이내에 위치하는 모든 원자에 대한 정보를 획득 및 그룹화하는 3차원 이미지 생성 장치.According to claim 1,
The group forming unit,
Decomposition is performed for each residue using the received protein structure data, a distance between all atoms included in the decomposed residue is calculated, and a preset cutoff value is centered around a specific atom included in the corresponding residue. 3D image generating apparatus for acquiring and grouping information about all atoms located within a radius having a.
상기 그룹화되는 모든 원자는,
상기 중심점이 있는 해당 잔기에 포함된 원자와, 상기 설정된 반경 이내에 위치하는 주변 다른 잔기들의 원자를 포함하는 3차원 이미지 생성 장치.According to claim 2,
All atoms grouped above,
A device for generating a 3D image including an atom contained in a corresponding residue having the center point and an atom of other surrounding residues located within the set radius.
상기 공간좌표 표시부는,
상기 단백질 백본(backbone)에 위치하며 모든 잔기가 동일하게 가지고 있는 , N, C의 원자에 대한 정보를 획득하는 원자 정보 획득모듈, 그리고
상기 백본에서 획득한 , N, C의 원자가 이루는 평면이 3차원의 공간좌표의 XY축의 평면과 평행이 되도록 위치시키고, 상기 XY축과 평행하게 위치한 , N, C의 원자 중에서 을 원점에 위치시킨 다음, 상기 을 중심으로 N과 C를 좌표변환 및 회전처리를 이용하여 정규화하는 공간좌표 표준화 모듈을 포함하는 3차원 이미지 생성 장치.According to claim 1,
The spatial coordinate display unit,
Located in the protein backbone and all residues have the same Atomic information acquisition module to obtain information on atoms of, N, C, and
Obtained from the above backbone , N, C atoms are placed in a plane parallel to the plane of the XY axis of the three-dimensional spatial coordinates, located parallel to the XY axis Among the atoms of, N, C To the origin, then A 3D image generating apparatus including a spatial coordinate standardization module that normalizes N and C by using coordinate transformation and rotation processing.
상기 공간좌표 표준화 모듈은,
상기 3가지의 원자 중에서 의 좌표가 XY축의 원점에 위치하도록 좌표를 이동시키고,
상기 을 원점에 위치시킨 상태에서 N의 좌표를 XY축의 평면에 사영시킨 다음, XY축의 평면에 위치한 N의 좌표에 대한 벡터와 Y축의 사이에 형성된 사잇각을 이용하여 N의 좌표가 YZ축의 평면에 닿도록 Z축을 회전시키며,
상기 회전된 N의 좌표에 대한 벡터와 Y축의 사이에 형성된 사잇각을 이용하여 N의 좌표가 XY축의 평면에 닿도록 X축을 회전시키고, 그리고
상기 C의 좌표를 XZ축의 평면에 사영시킨 다음, 벡터와 X축의 사이에 형성된 사잇각을 이용하여 C의 좌표가 XY축의 평면에 닿도록 Y축을 회전시킴으로써, 상기 , N, C의 원자가 XY축의 평면상에 평행하게 위치하는 3차원 이미지 생성 장치.The method of claim 4,
The spatial coordinate standardization module,
Among the three atoms Move the coordinates so that their coordinates are at the origin of the XY axis,
remind After projecting the coordinates of N on the plane of the XY axis while positioning at the origin, the coordinates of N on the plane of the XY axis Rotate the Z-axis so that the coordinates of N touch the plane of the YZ-axis by using the angle formed between the vector and the Y-axis,
For the coordinates of the rotated N Rotate the X-axis so that the coordinates of N touch the plane of the XY-axis using the angle formed between the vector and the Y-axis, and
After projecting the coordinates of C onto the plane of the XZ axis, By rotating the Y-axis so that the coordinates of C touch the plane of the XY-axis by using the angle of incidence formed between the vector and the X-axis, , N, C atoms are located in parallel on the plane of the XY axis.
상기 공간좌표 표준화 모듈은,
상기 의 좌표를 원점에 위치시킨 상태에서 벡터는 y축과 평행하고, C의 좌표는 와 N의 좌표보다 큰 위치값을 갖는 3차원 이미지 생성 장치.The method of claim 4,
The spatial coordinate standardization module,
remind With the coordinates of The vector is parallel to the y-axis, and the coordinates of C are 3D image generating apparatus having a position value greater than the coordinates of and N.
상기 3차원 이미지 변환부는,
상기 XY축의 평면상에 정규화시킨 , N, C의 좌표를 잔기의 가 원점이 되는 좌표에 이동하여 위치시킨 다음, 상기 를 중심으로 상기 와의 거리가 컷오프(cutoff)값보다 작은 모든 원자의 좌표를 표시하는 3차원 이미지 생성 장치.According to claim 1,
The 3D image conversion unit,
Normalized on the plane of the XY axis , N, C coordinates of the residue Is moved to the origin coordinate and positioned, and then Centered on the above A 3D image generating device that displays the coordinates of all atoms whose distance to and from is less than the cutoff value.
상기 3차원 이미지 변환부는,
상기 그룹화된 잔기가 글라이신(GLY)일 경우, 상기 XY축의 평면상에 정규화시킨 , N, C의 좌표의 를 중심으로 상기 와의 거리가 컷오프(cutoff)값보다 작은 모든 원자의 좌표를 표시하는 3차원 이미지 생성 장치.According to claim 1,
The 3D image conversion unit,
When the grouped residue is glycine (GLY), normalized on the plane of the XY axis , N, C coordinates Centered on the above A 3D image generating device that displays the coordinates of all atoms whose distance to and from is less than the cutoff value.
단백질에 대한 구조 데이터를 입력받는 단계,
상기 입력된 단백질 구조 데이터를 이용하여 단백질을 구성하는 각각의 잔기에 포함된 원자간의 거리를 계산하고, 계산된 거리값을 이용하여 잔기에 대한 그룹을 형성하는 단계,
상기 형성된 그룹 내에 포함되며, 각각의 잔기의 기본 구성이 되는 , N, C의 원자를 3차원의 공간 좌표로 정규화하는 단계, 그리고
상기 3차원 공간 좌표에 상기 그룹을 형성하는 모든 원자들을 표시하여 이미지화하는 단계를 포함하는 3차원 이미지 생성 방법.In the method of generating a three-dimensional image of the surrounding environment of amino acid residues of proteins using a three-dimensional image generating device,
Receiving structural data for a protein,
Computing the distance between atoms contained in each residue constituting the protein using the input protein structure data, and forming a group for the residue using the calculated distance value,
It is included in the formed group, and is the basic structure of each residue , Normalizing the atoms of N, C to three-dimensional spatial coordinates, and
And displaying all the atoms forming the group in the 3D spatial coordinates and imaging the 3D image.
상기 잔기에 대한 그룹을 형성하는 단계는,
상기 수신된 단백질 데이터를 이용하여 단백질을 잔기별로 분해하고, 분해한 잔기에 포함되는 원자들간의 거리값을 산출하는 단계,
상기 산출된 거리값을 이용하여 컷오프(cutoff)값을 설정하는 단계,
상기 잔기에 포함된 복수개의 원자 중에서 중심이 되는 원자를 획득하는 단계, 그리고
상기 계산된 원자들간의 거리값과 컷오프(cutoff)값을 비교하여, 상기 설정한 컷오프(cutoff)값을 가진 반경 이내에 위치하는 모든 원자들을 그룹화하며, 상기 형성된 그룹내의 원자에 대한 정보를 획득하는 단계를 포함하는 3차원 이미지 생성 방법.The method of claim 9,
Forming a group for the residue,
Decomposing the protein for each residue using the received protein data, and calculating a distance value between atoms included in the decomposed residue,
Setting a cutoff value using the calculated distance value,
Obtaining a central atom among a plurality of atoms included in the residue, and
Comparing the distance value between the calculated atoms and the cutoff (cutoff) value, grouping all the atoms located within a radius with the set cutoff (cutoff) value, and obtaining information about the atoms in the formed group 3D image generation method comprising a.
상기 그룹화되는 모든 원자는,
상기 중심점이 있는 해당 잔기에 포함된 원자와, 상기 설정된 반경 이내에 위치하는 주변 다른 잔기들의 원자를 포함하는 3차원 이미지 생성 방법The method of claim 10,
All atoms grouped above,
A method for generating a 3D image including an atom contained in a corresponding residue having the center point and an atom of other residues located within the set radius
상기 3차원의 공간 좌표로 정규화하는 단계는,
상기 단백질 백본(backbone)에 위치하며 모든 잔기가 동일하게 가지고 있는 , N, C의 원자에 대한 정보를 획득하는 단계,
상기 획득한 , N, C의 원자가 이루는 평면이 3차원의 공간좌표의 XY축의 평면과 평행이 되도록 위치시키는 단계, 그리고
상기 XY축과 평행하게 위치한 , N, C의 원자 중에서 을 원점에 위치시킨 다음, 상기 을 중심으로 N과 C를 좌표변환 및 회전처리를 이용하여 공간 좌표를 정규화하는 단계를 포함하는 3차원 이미지 생성 방법.The method of claim 9,
The step of normalizing to the three-dimensional spatial coordinates,
Located in the protein backbone and all residues have the same Obtaining information about atoms of, N, C,
Obtained above , Positioning the plane formed by the atoms of N and C to be parallel to the plane of the XY axis of the three-dimensional spatial coordinate, and
Located parallel to the XY axis Among the atoms of, N, C To the origin, then A method of generating a 3D image, comprising normalizing spatial coordinates using coordinate transformation and rotation processing of N and C as a center.
상기 공간 좌표를 정규화하는 단계는,
상기 3가지의 원자 중에서 의 좌표가 XY축의 원점에 위치하도록 좌표를 이동시키는 단계,
상기 을 원점에 위치시킨 상태에서 N의 좌표를 XY축의 평면에 사영시킨 다음, XY축의 평면에 위치한 N의 좌표에 대한 벡터와 Y축의 사이에 형성된 사잇각을 이용하여 N의 좌표가 YZ축의 평면에 닿도록 Z축을 회전시키는 단계,
상기 회전된 N의 좌표에 대한 벡터와 Y축의 사이에 형성된 사잇각을 이용하여 N의 좌표가 XY축의 평면에 닿도록 X축을 회전시키는 단계, 그리고
상기 C의 좌표를 XZ축의 평면에 사영시킨 다음, 벡터와 X축의 사이에 형성된 사잇각을 이용하여 C의 좌표가 XY축의 평면에 닿도록 Y축을 회전시키는 단계를 포함하는 3차원 이미지 생성 방법.The method of claim 12,
Normalizing the spatial coordinates,
Among the three atoms Moving the coordinates so that their coordinates are located at the origin of the XY axis,
remind After projecting the coordinates of N on the plane of the XY axis while positioning at the origin, the coordinates of N on the plane of the XY axis Rotating the Z-axis so that the coordinates of N touch the plane of the YZ-axis using the angle of incidence formed between the vector and the Y-axis,
For the coordinates of the rotated N Rotating the X-axis so that the coordinates of N touch the plane of the XY-axis by using the sway angle formed between the vector and the Y-axis, and
After projecting the coordinates of C onto the plane of the XZ axis, A method of generating a three-dimensional image, comprising rotating the Y-axis so that the coordinates of C contact the plane of the XY-axis using the angle of incidence formed between the vector and the X-axis.
상기 공간 좌표를 정규화하는 단계는,
상기 의 좌표를 원점에 위치시킨 상태에서 벡터는 y축과 평행하며, C의 좌표는 와 N의 좌표보다 크게 위치하는 3차원 이미지 생성 방법.The method of claim 12,
Normalizing the spatial coordinates,
remind With the coordinates of The vector is parallel to the y-axis, and the coordinates of C are A method of generating a 3D image positioned larger than the coordinates of and N.
상기 이미지화하는 단계는,
상기 XY축의 평면상에 정규화시킨 , N, C의 좌표를 잔기의 가 원점이 되는 좌표에 이동하여 위치시킨 다음, 상기 를 중심으로 상기 와의 거리가 컷오프(cutoff)값보다 작은 모든 원자의 좌표를 표시하는 3차원 이미지 생성 방법.The method of claim 9,
The imaging step,
Normalized on the plane of the XY axis , N, C coordinates of the residue Is moved to the origin coordinate and positioned, and then Centered on the above A method of generating a 3D image that displays the coordinates of all atoms whose distance to and is less than the cutoff value.
상기 이미지화하는 단계는,
상기 그룹화된 잔기가 글라이신(GLY)일 경우,
상기 XY축의 평면상에 정규화시킨 , N, C의 좌표의 를 중심으로 상기 와의 거리가 컷오프(cutoff)값보다 작은 모든 원자의 좌표를 표시하는 3차원 이미지 생성 방법.The method of claim 9,
The imaging step,
When the grouped residue is glycine (GLY),
Normalized on the plane of the XY axis , N, C coordinates Centered on the above A method of generating a 3D image that displays the coordinates of all atoms whose distance to and is less than the cutoff value.
Priority Applications (1)
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KR1020180153613A KR102199500B1 (en) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | A three dimensional image generation appratus of amino acid residues in protein context and thereof method |
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KR1020180153613A KR102199500B1 (en) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | A three dimensional image generation appratus of amino acid residues in protein context and thereof method |
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KR20110089951A (en) * | 2010-02-02 | 2011-08-10 | 서울대학교산학협력단 | Process for selecting representative structures of active sites of protein |
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-
2018
- 2018-12-03 KR KR1020180153613A patent/KR102199500B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
WO1998048270A1 (en) * | 1997-04-22 | 1998-10-29 | California Institute Of Technology | Method of determining three-dimensional protein structure from primary protein sequence |
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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Peng et al. BMC Structural Biology (2014) 14:27, DOI 10.1186/s12900-014-0027-8. 1부.* * |
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KR102199500B1 (en) | 2021-01-06 |
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