二次構造に基づくグラフ理論による大腸菌転移RNAの特性評価と比較

グラフ理論を使用して、大腸菌のtRNA構造を特徴付けるモデルを開発しました。まず第一に、TRNAはグラフとして表され、その頂点はヌクレオチドとホスホジエステルと水素結合の結合に対応しています。半透明法AM1を使用して、ヌクレオチドの予備量子研究の結果と、ペア塩基間の可能な結合を使用して、頂点とエッジを重み付けしました。各頂点について、水素結合を形成する能力を測定するヌクレオチド値を定義しました。エッジは、債券注文を使用して区別されました。各構造の特徴として、分子の走行距離とバラバン距離インデックスに密接に関連する加重構造記述子を提案しました。分子は、一連の加重構造記述子によって特徴付けられ、クラスタリング法と判別関数分析によって分類されました。生合成アミノ酸経路に対応するTRNAの2つの主要なグループは、遺伝コードのウォンの共進化理論と一致して得られました。

We have developed a model to characterize the tRNA structures of Escherichia coli using graph theory. First of all, tRNAs were represented as graphs, whose vertices correspond to nucleotides and the edges to phosphodiester and hydrogen bond linkages. Vertices and edges were weighted using the results of a preliminary quantum study of the nucleotides and the possible coupling between pair bases using the semiempirical method AM1. For each vertex, we defined a nucleotide valence that measures the capability of forming hydrogen bonds. Edges were differentiated by using bond orders. We have proposed weighted structural descriptors-closely related to molecular Randic connectivity and Balaban distance indices-as a distinctive characteristic of each structure. Molecules were characterized by a set of weighted structural descriptors and classified by a clustering method and discriminant function analysis. Two main groups of tRNAs that correspond to the biosynthetic amino acid pathways, in agreement with Wong's coevolution theory of the genetic code, were obtained.