회귀분석을 이용한 잔차 분석 프로그램 개발

Abstract

프로테오믹스에서는 일반적으로 질량분석기를 이용하여 단백질을 동정 한다. 템덤(Tandem)분석이 가능한 질량분석기는 시료의 질량과 쪼갠 후의 시료의 질량을 측정하여 텐덤 질량 스펙트럼(Tandem mass spectrum)을 작성한다. 일반적으로 텐덤 질량 스펙트럼의 해석은 이론적인 질량 스펙트럼과 질량분석기에서 작성된 질량 스펙트럼을 비교하는 것을 필요로 한다. 하지만 질량분석기의 기계적·화학적 오류 때문에 질량분석기의 질량 스펙트럼에는 mass error가 포함된다. mass error로 인하여 두 질량 스펙트럼의 비교에서 잘못된 결과가 발생하여 텐덤 질량 스펙트럼 해석의 정확성을 감소시킨다. 게다가, 텐덤 질량 스펙트럼에서 질량이 큰 영역에 발생한 mass error는 값이 커지는 경향이 있다. 따라서 단백질 동정의 정확성을 향상시키기 위해서는 텐덤 질량 스펙트럼을 수정하여 이 mass error를 제거해야 한다. 텐덤 질량 스펙트럼의 해석을 보조하기 위해서 본 논문은 Unidrawing2msl이라는 mass error를 분석하는 프로그램을 구현하였다. 첫째, Unidrawing2msl은 텐덤 질량 스펙트럼에서 mass error를 통계적으로 예측하고, 이론적인 질량 스펙트럼을 생성할 때 예측된 것을 반영한다. 둘째, Unidrawing2msl은 통계적인 분석 모델을 사용하여 mass error를 계산한다. 마지막으로, 이론적인 질량 스펙트럼과 질량 분석기의 질량 스펙트럼이 얼마나 유사한지 평가하여 점수를 할당한다. 이 점수를 바탕으로 프로테오믹스 연구자들은 적합한 mass error 분석 모델을 선택 할 수 있다.; Interpreting experimental tandem mass spectra using DB search normally requires comparing theoretical tandem mass spectra with the experimental spectra. However, due to mass errors in experimental spectra, there may be some false matches or some true matches can be missed. Moreover, the mass errors tend to be bigger in high mass region of experimental spectra. We developed a program called Unidrawing2msl that analyzes mass errors in an experimental spectrum. It first estimates the mass error in experimental data and reflects it when generating theoretical fragment ion peaks. In computing the mass error, a cumulative regression analysis is performed making use of peak¡s intensity as a weight. Then, it compares a theoretical spectrum with the experimental spectrum and computes the similarity score between them. This score assumes a normal distribution of mass error and is higher as the mass error between the two spectra is smaller. The output of this program is an XML-format file (*.msl) and this output can further be inspected manually by running MslViewer, which is a convenient tool to examine the output of Unidrawing2msl easily.