로컬 서열 정렬과 트리거 기반의 단백질 버전 정보 관리 기법

정광수,박성희,류근호,Jung Kwang-Su,Park Sung-Hee,Ryu Keun-Ho 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지D Vol.12 No.1

하나의 아미노산 서열의 기능이 밝혀지면, 그와 유사한 서열 구조를 가지고 있는 서열의 기능도 유추해 낼 수 있다. 또한 기능이 밝혀진 단백질의 아미노산 서열을 변화시키거나 유용한 단백질을 만드는 것도 가능하다. 이 과정에서 하나의 원본 단백질 서열에 대하여 다른 서열 구성을 가지고 있는 여러 가지 단백질 서열이 생겨 날 수 있다. 여기서, 원본 단백질을 변화시켜 만든 단백질 버전 서열과 단백질의 주석정보를 저장 및 관리하는 체계적인 기법이 요구된다. 따라서 이 논문에서는 로컬 서열 정렬 기법을 적용한 단백질 아미노산 서열의 버전관리 기법과 트리거를 적용한 단백질 주석데이터의 이력 관리 기법을 제시하였다. 제안된 기법을 통하여 원본 서열과 버전서열의 유사도 측정 및 버전 관리의 자동화와 저장 공간을 감소시킬 수 있다. 또한 단백질 정보의 이력을 저장하고 서열 변화 정보를 분석하여 돌연변이 연구에 의한 유용한 단백질 개발 및 신약 개발이 가능하다. After figuring out the function of an amino acid sequence, we can infer the function of the other amino acids that have similar sequence composition. Besides, it is possible that we alter protein whose function we know, into useful protein using genetic engineering method. In this process. an original protein amino sequence produces various protein sequences that have different sequence composition. Here, a systematic technique is needed to manage protein version sequences and reference data of those sequences. Thus, in this paper we proposed a technique of managing protein version sequences based on local sequence alignment and a technique of managing protein historical reference data using Trigger This method automatically determines the similarity between an original sequence and each version sequence while the protein version sequences are stored into database. When this technique is employed, the storage space that stores protein sequences is also reduced. After storing the historical information of protein and analyzing the change of protein sequence, we expect that a new useful protein and drug are able to be discovered based on analysis of version sequence.

MCL 알고리즘을 이용한 단백질 표면의 바인딩 영역 분석 기법

정광수,유기진,정용제,류근호,Jung, Kwang-Su,Yu, Ki-Jin,Chung, Yong-Je,Ryu, Keun-Ho 한국정보처리학회 2007 정보처리학회논문지D Vol.14 No.7

단백질은 다른 물질과의 결합하여 기능을 수행하기 때문에 활성 사이트가 유사한 단백질은 유사한 기능을 가진다. 따라서 단백질의 바인딩 영역을 식별함으로써 단백질의 기능을 추론할 수 있다. 이 논문은 MCL (Markov Cluster) 알고리즘을 이용하여 단백질의 바인딩 영역을 추출하는 새로운 방법을 제시한다. 이를 위하여 단백질의 표면 잔기 거리를 나타내는 distance matrix를 생성하고, 여기에 MCL 프로세스를 적용한다. 제시한 방법을 평가하기 위해 Catalytic Site Atlas (CSA) 데이터를 사용하였다. CSA 데이터 (94개의 단일 체인 단백질)를 이용한 실험 결과, 알고리즘은 91개 단백질의 활성 사이트 주변의 바인딩 영역을 검출하였다. 이 논문은 단백질 활성 사이트를 분석하기 위한 새로운 기하학적 특징을 제시하였고, 활성 사이트와 관련이 없는 잔기를 제거함으로써 단백질 표면의 분석의 시간을 줄일 수 있는 장점이 있다. Proteins combine with other materials to achieve their function and have similar function if their active sites are similar. Thus we can infer the function of protein by identifying the binding area of proteins. This paper suggests the novel method to select binding area of protein using MCL (Markov Cluster) algorithm. We construct the distance matrix from surface residues distance on protein. Then this distance matrix is transformed to connectivity matrix for applying MCL process. We adopted Catalytic Site Atlas (CSA) data to evaluate the proposed method. In the experimental result using CSA data (94 selected single chain proteins), our algorithm detects the 91 (97%) binding area near by active site of each protein. We introduced a new geometrical features and this mainly contributes to reduce the time to analyze the protein by selecting the residues near by active site.

LOCK을 확장한 3차원 단백질 구조비교 및 분석시스템의 설계 및 구현

정광수,한욱,박성희,류근호,Jung Kwang Su,Han Yu,Park Sung Hee,Ryu Keun Ho 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지D Vol.12 No.2

단백질의 구조는 단백질의 기능과 밀접한 연관을 가지고 있으며 단백질 구조비교는 단백질의 모티프와 패밀리를 결정하고 나아가서 그들의 기능을 파악하는데 매우 중요한 역할을 한다. 이 논문에서는 단백질 구조데이터 및 관련된 문헌 데이터의 통합된 데이터베이스를 구축하고 웹 환경에서 질의된 단백질과 유사성 비교를 진행하여 그 결과 및 연관된 문헌데이터를 검색하여 체계적으로 정보를 제공하는 단백질 분석시스템을 제안한다. 제안 시스템을 구축하기 위하여 현재까지 가장 큰 단백질 구조데이터의 저장소인 Protein Data Bank의 플랫파일 데이터에 대해 분석을 진행하고 여기에서 단백질의 구조비교 알고리즘에 필수적인 구조데이터정보를 추출하여 새로운 구조비교에 사용되는 엔트리 플랫 파일을 만들어서 데이터베이스를 구축한다 이러한 엔트리에 연관된 분석정보 데이터는 데이터베이스 스키마를 작성하여 문헌정보 데이터베이스를 구축한다. 따라서 사용자가 인터넷을 통하여 진행한 질의는 구조비교엔진을 통하여 유사부분과 RMSD값이 계산되고 이와 연관된 문헌정보의 검색이 진행된 후 체계적으로 출력화면에 보여준다. 제안 시스템은 기존의 구조비교시스템보다 빠른 검색을 지원하고 더 훌륭한 분석환경을 제공한다. Protein structure is highly related to its function and comparing protein structure is very important to identify structural motif, family and their function. In this paper, we construct an integrated database system which has all the protein structure data and their literature. The structure queries from the web interface are compared with the target structures in database, and the results are shown to the user for future analysis. To constructs this system, we analyze the Flat-File of Protein Data Bank. Then we select the necessary structure data and store as a new formatted data. The literature data related to these structures are stored in a relational database to query the my kinds of data easily In our structure comparison system, the structure of matched pattern and RMSD valure are calculated, then they are showed to the user with their relational documentation data. This system provides the more quick comparison and nice analyzing environment.

고화질 비디오의 부호화 효율성 증대와 연산 복잡도 감소를 위한 디블록킹 필터

정광수(Kwang Su Jung),남정학(Jung Hak Nam),조현호(Hyun Ho Jo),심동규(Dong Gyu Sim),오승준(Seoung Jun Oh),정세윤(Sey Yoon Jeong),최진수(Jin Soo Choi) 한국방송·미디어공학회 2010 방송공학회논문지 Vol.15 No.4

고효율 비디오 부호화를 위한 적응적 인-루프 필터 방법

정광수(Kwang Su Jung),남정학(Jung Hak Nam),임웅(Woong Lim),조현호(Hyun Ho Jo),심동규(Dong Gyu Sim),최병두(Byeong Doo Choi),조대성(Dae Sung Cho) 한국방송·미디어공학회 2011 방송공학회논문지 Vol.16 No.1

H.264/AVC의 경계 세기 통계를 이용한 디지털 비디오에서의 객관적 화질 측정

정광수(Kwang-Su Jung),이선오(Seon-Oh Lee),심동규(Dong-Gyu Sim) 대한전자공학회 2008 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.45 No.3

본 논문에서는 비트스트림 기반의 객관적 비디오 화질 측정에 관한 새로운 방법을 제안한다. 기존 방법이 복원된 비디오의 손상 정도로 화질을 측정하는 것이었다면, 본 논문에서 제안하는 방법은 비디오 코덱으로부터 복원 과정 중에 발생되는 파싱데이터에서 화질을 측정하는 방법에 대한 것이다. 제안하는 알고리듬은 H.264/AVC 복호화기의 디블록킹 필터 안에 존재하는 경계 세기 값의 통계를 이용하여 화질 측정을 한다. 이는 기존의 EPSNR과 블록화 현상 알고리듬과 비교하여 낮은 연산 복잡도를 갖고, 실시간 화질 측정이 가능하다. 화질 측정 결과에서 주관적 화질 측정 결과와 비교해 높은 유사도를 보였고, 두 가지의 기존 방법과 비교하여 각각 32 %, 65 % 정도 더 좋은 성능을 보였다. In this paper, we propose a novel objective video quality assessment method from encoded H.264/AVC.. Conventional algorithms have been proposed to assess video/image quality with image frames reconstructed in a decoder side. On the other hand, the proposed assessment is conducted with the syntax elements which are embedded in a bitstream. The proposed BS-based algorithm makes use of the statistics of boundary strength (BS) which are employed in the H.264/AVC. The proposed algorithm has lower computational complexity than conventional methods, EPSNR and Blockiness, resulting that it can accomplish assessment of the video quality in real time. Furthermore, the accuracy of the proposed video quality assessment is about 32 % and 65 % better than several conventional algorithms.

서브샘플링을 이용한 수정된 Two - Step 고속 움직임 예측 알고리즘

김철중(Chul-Jung Kim),채병조(Byung-Jo Chae),오승준(Seoung-Jun Oh),정광수(Kwang-Su Chung) 한국정보과학회 2001 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1A

동영상을 효율적으로 압축하기 위한 움직임벡터 예측에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 가장 일반적인 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm)는 화질은 좋지만 계량이 많기 때문에 실시간 인코딩을 요구하는 시스템에서 사용하는데 문제가 있다. 좋은 화질을 유지하면서 인코딩 속도를 해결하기 위한 많은 알고리즘들이 제안되어 왔지만 ASIC이나 소형 시스템에서 사용할 수 있는 방법이 계속 요구되고 있다. 본 논문에서는 계산량을 더욱 줄여 속도향상을 위한 방법인 TSWS(Two-Step search With Subsampling method) 제안하였다. TSWS는 블록정합알고리즘에 기반을 두고 있으며, 서브샘플링한 값으로 움직임 벡터를 찾는다. TSWS를 사용하였을 때 기존 방법들이 제공하는 주관적 화질이나 PSNR을 어느 정도 유지하면서도 속도를 20~30% 정도를 개선시킬 수 있다.

서브샘플링방식을 이용한 고속 움직임 예측 알고리즘

김철중(Chul-Jung Kim),채병조(Byung-Jo Chae),오승준(Seoung-Jun Oh),정광수(Kwang-Su Chung) 한국통신학회 2000 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2000 No.11

서브샘플링을 이용한 새로운 고속 움직임 예측 알고리즘

김철중(Chul-Jung Kim),채병조(Byung-Jo Chae),오승준(Seoung-Jun Oh),정광수(Kwang-Su Chung) 한국정보과학회 2001 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2Ⅲ

동영상을 효율적으로 압축하기 위한 움직임벡터 예측에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 가장 일반적인 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm)는 화질은 좋지만 계산량이 많기 때문에 실시간 인코딩을 요구하는 시스템에서 사용하는데 문제가 있다. 좋은 화질을 유지하면서 인코딩 속도를 해결하기 위한 많은 알고리즘들이 제안되어 왔지만 ASIC이나 소형 시스템에서 사용할 수 있는 방법이 계속 요구되고 있다. 본 논문에서는 계산량을 더욱 줄여 속도향상을 가져오면서 FBMA와 비슷한 SNR을 유지하는 방법인 NMS(New Fast Motion Estimation Search With Subsmapling Method)를 제안하였다. NMS는 서브샘플림한 값을 이용하여 SAD값을 구하고 또한 새로운 Search를 제안하며 기존 방법들이 제공하는 주관적 화질이나 PSNR을 높게 유지하면서도 속도를 10~15% 정도 개선시킬 수 있다.

BSML 기반 능동 트리거 규칙을 이용한 염기서열정보관리시스템의 구현

박성희(Sung Hee Park),정광수(Kwang Su Jung),류근호(Keun Ho Ryu) 한국정보과학회 2005 정보과학회논문지 : 데이타베이스 Vol.32 No.1

유전체 서열을 포함하는 생물정보는 지속적으로 변화하며 이질적이고 다양하다는 특성을 갖는다. 이러한 생물 정보의 특성을 반영한 관리시스템이 요구되지만 현재 대부분의 기존 생물정보 데이타베이스는 생물 데이타에 대한 저장소로만 이용된다. 따라서 이 논문에서는 생물학 연구실 수준에서 시퀸싱 실험을 통해 생산되거나 다양한 공개용 데이타베이스로부터 수집된 염기 서열 데이타를 파일 포맷 변환, 편집, 저장 및 검색을 수행하는 서열정보관리 시스템을 제시한다. 이질적인 서열 포맷간의 파일 변환을 위하여 XML기반 BSML을 공통 포맷으로 이용한다. 서열 저장관리에서는 동일한 DNA 조각에 대한 서열 구성의 변경정보를 저장하기 위해 서열 버전을 정의하고 능동 트리거 규칙을 이용하여 변경 정보 검출 및 생성 방법을 보여준다. 트리거 기능을 이용하여 서열의 변경 정보를 자동적으로 데이타베이스에서 저장관리 할 수 있음을 보이고 성능을 평가하였다. Characteristics of biological data including genome sequences are heterogeneous and various. Although the need of management systems for genome sequencing which should reflect biological characteristics has been raised, most current biological databases provide restricted function as repositories for biological data. Therefore, this paper describes a management system of nucleotide sequences at the level of biological laboratories. It includes format transformation, editing, storing and retrieval for collected nucleotide sequences from public databases, and handles sequence produced by experiments. It uses BSML based on XML as a common format in order to extract data fields and transfer heterogeneous sequence formats. To manage sequences and their changes, version management system for originated DNA is required so as to detect transformed new sequencing appearance and trigger database update. Our experimental results show that applying active trigger rules to manage changes of sequences can automatically store changes of sequences into databases.