RAILIN

RAILIN (Назначение резонанса посредством целочисленного линейного программирования)

Введение

RAILIN — это набор инструментов Python для автоматического назначения боковых цепей аминокислот на основе частот ядерного магнитного резонанса. Эту проблему можно сформулировать как задачу линейного назначения и решить с помощью методов оптимизации с ограничениями. RAILIN использует подход классификации MAP (maximum aposteriori) для оценки вероятности того, что резонансные частоты каждой спин-системы соответствуют одной из 21 аминокислоты. Предварительные знания предоставляются первичной структурой белка. Эта аминокислотная последовательность используется для формулирования задачи линейного присвоения с ограничениями, которая, в свою очередь, решается с помощью целочисленного линейного программирования. Задача целочисленного программирования — это программа математической оптимизации или осуществимости, в которой некоторые или все переменные ограничены целыми числами. Во многих случаях этот термин относится к целочисленному линейному программированию (ILP), в котором целевая функция и ограничения (кроме целочисленных ограничений) являются линейными.

Использование

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.

Установка

Стандартная установка

Зависимости

RAILIN зависит от следующих пакетов:

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

Чтобы проверить, установлен ли какой-либо из вышеперечисленных пакетов в вашей системе, попробуйте:

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

ImportError означает, что пакет не установлен.

Установка зависимостей в unix-подобных системах

1. Используйте менеджер пакетов для установки необходимых пакетов Python; например в 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. Загрузите и установите оптимизатор IBM ILOG CPLEX:

В целях тестирования пробную версию можно найти здесь. Для получения полной функциональности вам необходимо зарегистрироваться на сайте ibm.com и получить лицензионную копию.