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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.
유남희 ( Nam Hee Yu ),정광수 ( Kwang Su Jung ),류근호 ( Keun Ho Ryu ),정용제 ( Yong Je Chung ) 한국정보처리학회 2008 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.15 No.2
단백질의 구조는 그 기능과 밀접히 연관되어 있기 때문에 구조에 조금이라도 변화가 생기면 바로 생체기능에 이상이 생긴다. 그래서 단백질 구조연구는 필수적이고 구조의 유사성 검색을 이용하여 단백질 기능을 예측한다. 그러나 전체적인 구조가 유사한 단백질이라도 기능에 중요한 특정구조가 다르게 되면 다른 기능을 수행 할 수 있고 구조가 다른 단백질이라도 핵심 영역의 구조가 유사하다면 유사한 기능을 수행할 수 있다. 이는 단백질의 기능이 특정 하위구조의 잘 보존된 활성 사이트에 따라 결정되기 때문이다. 이 논문은 단백질의 3차원 공간정보를 matrix로 표현 할 수 있는 가장 작은 평면도형인 삼각형을 이용하여 단백질 표면에 대한 상세한 형태비교를 제공한다. 단백질 표면에서 활성 사이트 아미노산 잔기의 side chain은 일반적으로 바깥을 향하여 표면의 형태를 결정짓기 때문에 단백질 표면을 비교하기 위해 side chain 정보가 필수적이다. 우리는 아미노산 잔기의 Cα원자에 side chain을 포함하여 Cα삼각형과 side chain 삼각형 2개를 하나의 특정하위구조 set으로 정의하고 이 하위구조로 distance matrix를 구축한다. 만들어진 distance matrix에 RMSD를 이용하여 활성 사이트의 표면을 비교한다. 제시한 기법은 단백질의 전체적인 서열과 구조 정보를 이용하지 않고, 활성 사이트의 특정하위 영역만을 고려함으로써 더욱 효과적이고 빠른 시간 내에 상세한 비교를 수행할 수 있다.
유남희 ( Nam Hee Yu ),정광수 ( Kwang Su Jung ),손교용 ( Gyo Yong Sohn ),정용제 ( Yong Je Chung ),류근호 ( Keun Ho Ryu ) 한국정보처리학회 2009 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.16 No.1
생명체 내에서 기능 수행 시 각종 물질들이나 단백질들끼리 상호결합을 해야 한다. 이런 결합성을 결정짓는 것들이 단백질의 3차원 구조이기 때문에 단백질 구조연구는 중요하다. 이 논문에서는 단백질 구조데이터 및 관련된 구조정보의 통합된 데이터베이스를 구축하고 웹 환경에서 질의된 단백질과 유사성 비교를 진행하여 그 결과 및 연관된 정보를 검색하여 체계적으로 정보를 제공하는 단백질 구조 비교시스템을 제안한다. 제안 시스템을 구축하기 위하여 공개용 단백질 구조데이터 저장소인 Protein Data Bank의 플랫파일에서 필수적인 구조데이터정보만을 추출하여 여기에서 단백질의 하위구조 생성 알고리즘을 적용하여 데이터베이스를 구축한다. 사용자가 인터넷을 통하여 진행한 질의는 하위구조처리 모듈을 통하여 하위구조를 생성하고 구조유사부분에 대해 RMSD값이 계산되고 이와 연관된 구조정보의 검색이 진행 된 후 체계적으로 출력화면에 보여준다. 제안 시스템은 단백질의 전체적인 서열과 구조 정보를 이용하지 않고서, 단백질 기능을 결정하는 핵심영역을 포함하는 표면을 효과적으로 비교함으로써 기존의 구조비교 시스템보다 빠른 검색과 상세한 분석을 지원한다.
전기전도도 및 토연모델을 이용한 CSOs 유량 및 수질 추정
최원석(Won Suk Choi),정철권(Chul Kwon Chung),남정윤(Jung Yoon Nam),구원석(Won Seok Koo),정광수(Kwang Su Jung) 大韓環境工學會 2014 대한환경공학회지 Vol.36 No.3
본 연구에서는 기존 CSOs (Combined Sewer Overflows) 모니터링에 비해 비용효과적이며 유지관리가 용이한 모니터링시스템 구축의 적용성 검토를 위해 10.2 ha 규모의 배수면적이 포함된 우수토실에서 2회의 강우이벤트에 대해 전기전도도 데이터 및 토연모델을 이용하여 CSOs 유량 및 수질을 예측하였다. 강우이벤트별 전기전도도 희석률에 의한 유량예측결과 실측값과의 결정계수(R2)는 모두 0.86 이상으로 나타났으며, 다양한 강우이벤트에 적용이 가능한 예측식 산정을 위해 선행건기일수 및 강우지속기간 2가지를 추가 매개변수로 고려하여 회귀식을 보정한 후 적용한 결과 전기전도도 희석률만을 고려한 결과에 비해 R2는 0.50에서 0.80, 오차범위 40% 이내에 포함된 상대오차 누적빈도는 54.1%에서 68.5%로 예측값의 정확도가 개선되었다. CSOs 수질은 별도의 입력자료 없이 매개변수의 보정만으로 예측값 산정이 가능한 토연모델을 적용한 결과 강우이벤트별 실측값과의 R2는 BOD 0.64~0.97, SS 0.70~0.95의 범위를 나타내었다. In this study, monitoring method which is more economic and easier in maintenance comparing to existing monitoring system was scrutinized for application to sewer intercepting chamber of 10.2 ha basin area by estimating CSOs (Combined Sewer Overflows) quantity and quality with 2 rainfall events using electrical conductivity data and civil research model. The result showed that determination coefficient of flow estimation by EC (Electrical Conductivity) dilution ratio and observed data was over0.86 for all cases and the accuracy of estimation was improved from 0.5 to 0.8 for determination coefficient (R2) and from 54.1%to 68.5% for accumulation frequency of relative error by considering antecedent dry days and rainfall duration. CSOs water quality estimation results by civil research model showed that determination coefficients were 0.64~0.97 for BOD and 0.70~0.95 for SS.
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.
한재웅(Jae-Woong Han),손채봉(Chae-Bong Sohn),오승준(Seoung-Jun Oh),정광수(kwang-Su Chung) 한국정보과학회 2001 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1A
본 논문에서는 MPEG-2 프로그램 스트림(Program Stream)을 위한 A/V(Audio/Video) 편집기를 제안하고 구현하였다. 이 편집기에서는 사용자가 일반 문서를 편집하듯이 간단한 조작만으로 스트림(Stream)을 복사(Copy), 자름(Cut), 삭제(Delete), 붙이기(Paste)가 가능하며, 또한 스트림 내에서 임의로 조합하여 새로운 스트림을 생성할 수 있는 조합기능도 제공된다. 기존 편집기의 복잡성을 감소시키고 사용자가 접근하기 쉽도록 제작되었으며, 계산량을 현저히 줄임으로써 보다 향상된 성능을 제공할 수 있다.