Visualisierung biochemischer Netzwerke - Arbeitsbereich für ...

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

Visualisierung abstrakter Daten SS 2004 Felix Schernhammer TU Wien Visualisierung eines Viagra Moleküls mit dem Tool Chime von MDL mit einem Ausschnitt aus dem dazugehörigen pdb File. 3. Protein Protein Interaktionen Natürlich ist die statische Visualisierung von Molekülen für viele Aufgabenstellung in der Biochemie unzureichend. Wichtiger als die Struktur der Moleküle ist deren Interaktion. In der Literatur ist der Begriff der Protein-Proteininteraktion gebräuchlich, da an fast allen chemischen Prozessen, die innerhalb von Zellen ablaufen, Proteine beteiligt sind. Diese Protein-Proteininteraktionen sind für das Verständnis der biochemischen Vorgänge in allen Organismen essentiell. Deshalb steht auch ihre Visualisierung im Mittelpunkt des wissenschaftlichen Interesses. Bei der Visualisierung solcher Netzwerke stehen vor allem die physikalischen Interaktionen der Proteine im Vordergrund. Im Gegensatz dazu stehen bei der Visualisierung von metoblischen Wegpfaden (seihe Kapitel 4), an denen ebenfalls fast immer Proteine beteiligt sind, die chemischen Vorgänge und Zwischenprodukte im Vordergrund. Die erste und intuitivste Art der Visualisierung ist die der Protein-Protein interaction maps. Eine solche map ist ein Graph dessen Knoten die Proteine (bzw. andere Stoffe) darstellen und dessen Kanten die Interaktionen sind. Für die Interaktionen gibt es normalerweise Klassifizierungen. Diese werden aber oft aus verschiedenen Gründen (Unübersichtlichkeit im Graph, Nichtkenntnis…) weggelassen. Für das Zeichnen des Graphen werden üblicherweise Algorithmen für das force directed graph drawing verwendet. Das heißt es wird angenommen, dass sich alle Knoten abstoßen und die Kanten Federn darstellen (also je zwei verbundene Knoten aneinander ziehen). (daher ist auch der Name spring algorithm (spring = engl. Feder) in der Literatur gebräuchlich). Es wird dann versucht einen Zustand mit einem möglichst niedrigen Energieniveau zu finden. Auf diese Art und Weise wird gewährleistet, dass Knoten die durch Kanten verbunden sind, auch räumlich nahe beieinander liegen. Visualisierung biochemischer Netzwerke Seite 14/26
Visualisierung abstrakter Daten SS 2004 Felix Schernhammer TU Wien In dieser Abbildung sehen wir eine PPI map. Die Nachteile dieser Visualisierungsmethode sind auf den ersten Blick offensichtlich. In dieser Ansicht sind weder die Proteinnamen noch die Interaktionen nahe am Zentrum zu erkennen. Es gibt hier keine Interaktionsklassifikationen. Würde man diese hinzufügen, so wäre die Grafik noch unübersichtlicher. Ein Versuch bestimmte Daten aus einem PPI Netzwerk herauszufiltern stammt von Carsten Friedrich und Falk Schreiber (University of Sydney und Bioinformatics Centre Gatersleben Deutschland). Sie versuchen alle Interaktionen eines bestimmten Typs zu visualisieren, während alle Interaktionen anderer Typen in den Hintergrund treten. Dies geschieht, indem ein virtueller Ring gezeichnet wird, in dessen Innerem alle Knoten sind, die an Interaktionen des gewählten Typs beteiligt sind. Alle anderen Knoten liegen außerhalb. Natürlich sind die Positionen der Knoten, wenn sie außerhalb des Kreises liegen bei einem Wechsel des relevanten Interaktionstyps fix. Außerdem wird der Wechsel zwischen zwei Graphen, die unterschiedliche Interaktionstypen fokussieren animiert vollzogen. Die beiden Wissenschaftler behaupten, dass dadurch der Benutzer einen besseren Überblick über den gesamten Graph erhält. Visualisierung biochemischer Netzwerke Seite 15/26
Seite 1 und 2: Visualisierung abstrakter Daten SS
Seite 13: Visualisierung abstrakter Daten SS

Visualisierung biochemischer Netzwerke - Arbeitsbereich für ...

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?