RAILIN

RAILIN (Resonanzzuweisung durch ganzzahlige lineare Programmierung)

Einführung

RAILIN ist ein Python-Toolkit für die automatisierte Zuordnung von Aminosäureseitenketten aus Kernspinresonanzfrequenzen. Dieses Problem kann als lineares Zuordnungsproblem formuliert und durch eingeschränkte Optimierungstechniken gelöst werden. RAILIN verwendet einen MAP-Klassifizierungsansatz (Maximum Aposteriori), um die Wahrscheinlichkeit abzuschätzen, dass die Resonanzfrequenzen jedes Spinsystems einer der 21 Aminosäuren entsprechen. Vorkenntnisse liefern die Protein-Primärstruktur. Diese Aminosäuresequenz wird verwendet, um ein eingeschränktes lineares Zuordnungsproblem zu formulieren, das wiederum mithilfe der ganzzahligen linearen Programmierung gelöst wird. Ein ganzzahliges Programmierproblem ist ein mathematisches Optimierungs- oder Machbarkeitsprogramm, bei dem einige oder alle Variablen darauf beschränkt sind, ganze Zahlen zu sein. In vielen Situationen bezieht sich der Begriff auf ganzzahlige lineare Programmierung (ILP), bei der die Zielfunktion und die Einschränkungen (außer den ganzzahligen Einschränkungen) linear sind.

Verwendung

usage: railin.py [-h] [--reffile REFFILE] [-a ASSIGNMENTS] [-t TOLERANCE]
               [-s {Joint,JointNew,CplexILP,ILP,Single}] [-v]
               resfile seqfile

positional arguments:
  resfile               Path to list of pseudo-residues in ASCII format.
  seqfile               Path to sequence file in FASTA format.

optional arguments:
  -h, --help            show this help message and exit
  --reffile REFFILE     Path to BMRB reference shifts in ASCII format.
  -a ASSIGNMENTS, --assignments ASSIGNMENTS
                        Number of assignments to be computed (default: 100).
  -t TOLERANCE, --tolerance TOLERANCE
                        Linking Tolerance in ppm (default: 0.6).
  -s {Joint,JointNew,CplexILP,ILP,Single}, --strategy {Joint,JointNew,CplexILP,ILP,Single}
                        Assignment strategy (default: CplexILP).
  -v, --verbose         Turn on verbosity option.

Installation

Standardinstallation

Abhängigkeiten

RAILIN ist auf folgende Pakete angewiesen:

• numpy – erforderlich (numpy.scipy.org)
• scipy – erforderlich (scipy.org)
• matplotlib – erforderlich (matplotlib.org)
• networkx – erforderlich (networkx.github.io/)
• IBM ILOG CPLEX Optimizer – erforderlich (cplex-optimizer)

Um zu überprüfen, ob eines der oben genannten Pakete bereits auf Ihrem System installiert ist, versuchen Sie Folgendes:

$ python
>> > import numpy
>> > import scipy
>> > import matplotlib
>> > import networkx
>> > import cplex

ImportError bedeutet, dass das Paket nicht installiert ist.

Installieren Sie Abhängigkeiten auf Unix-ähnlichen Systemen

1. Verwenden Sie Ihren Paketmanager, um die erforderlichen Python-Pakete zu installieren; zum Beispiel auf Debian/Ubuntu:

$ sudo apt-get install python-numpy
$ sudo apt-get install python-scipy
$ sudo apt-get install python-matplotlib
$ sudo apt-get install python-networkx

2. Laden Sie den IBM ILOG CPLEX Optimizer herunter und installieren Sie ihn:

Zu Testzwecken finden Sie hier eine Testversion. Für den vollen Funktionsumfang müssen Sie sich bei ibm.com registrieren und eine lizenzierte Kopie erhalten.