코드 — 서열에서 fold motif 검출

이 챕터의 핵심 — "서열에서 motif/fold 단서를 뽑을 수 있다"를 코드로 확인하자.

🎯 코드가 하는 일

두 가지 표준 motif 패턴 정의:
- Rossmann fold: GxGxxG (NAD/NADP 결합 도메인)
- EF-hand: DxDxDG 또는 DxDxNG (Ca²⁺ 결합)
알려진 단백질의 서열에서 정규표현식으로 motif 검출
예상대로 — Rossmann fold 단백질에 GxGxxG, EF-hand 단백질에 DxDxDG가 등장

이게 알파폴드 등장 전 — 서열에서 fold/기능을 예측하는 표준 방법. PROSITE 같은 데이터베이스가 수천 개의 이런 motif를 정리.

PYTHON

import re

# Rossmann fold (NAD/NADP 결합 도메인)의 표준 motif: GxGxxG
# G = glycine 필수, x = 어떤 잔기든
rossmann_motif = r'G.G..G'

# EF-hand (calcium 결합 motif): DxDxDG 또는 DxDx(D/N)G
# D = aspartate, x = anything, (D/N)G = Asp나 Asn 다음 Gly
ef_hand_motif = r'D.D.[DN]G'

# 알려진 단백질들의 일부 서열 (실제 PDB에서 발췌)
proteins = {
    'Alcohol DH (Rossmann)':     'GSTCAVFGLGGVGLSVIMGCKAAGAA',
    'GAPDH (Rossmann)':          'KVGINGFGRIGRLVTRAAFNSGKVDV',
    'Calmodulin EF-hand #1':     'DKDGDGTITTKELGTVMRSLG',
    'Calmodulin EF-hand #3':     'DKDGNGYISAAELRHVMTNLG',
    'Cytochrome c (no motif)':   'GDVEKGKKIFVQKCAQCHTVEKGGK',
    'Trypsin (no motif)':        'IVGGYTCGANTVPYQVSLNSGYHF',
}

print(f"{'단백질':<32}{'Rossmann':>11}{'EF-hand':>11}{'길이':>6}")
print("-" * 60)
for name, seq in proteins.items():
    r_hit = re.search(rossmann_motif, seq)
    e_hit = re.search(ef_hand_motif, seq)
    r_mark = f"✓ @{r_hit.start()}" if r_hit else "✗"
    e_mark = f"✓ @{e_hit.start()}" if e_hit else "✗"
    print(f"{name:<32}{r_mark:>11}{e_mark:>11}{len(seq):>6}")

print()
print("← 서열 안의 특정 패턴(motif)이 단백질의 fold 단서가 된다.")
print("   Rossmann fold 단백질에는 GxGxxG가 거의 항상 등장.")
print("   EF-hand calcium 결합 단백질에는 DxDxDG가 등장.")
print("   알파폴드 같은 도구가 등장하기 전, 이런 motif 검출이")
print("   서열에서 fold를 짐작하는 표준 방법이었다.")
print("   PROSITE, Pfam 같은 데이터베이스가 수천 개의 motif를 정리.")

출력

기대 출력:

단백질                                Rossmann    EF-hand    길이
------------------------------------------------------------
Alcohol DH (Rossmann)                  ✓ @7          ✗    26
GAPDH (Rossmann)                       ✓ @5          ✗    26
Calmodulin EF-hand #1                     ✗       ✓ @0    21
Calmodulin EF-hand #3                     ✗       ✓ @0    21
Cytochrome c (no motif)                   ✗          ✗    25
Trypsin (no motif)                        ✗          ✗    24

← 서열 안의 특정 패턴(motif)이 단백질의 fold 단서가 된다.
   Rossmann fold 단백질에는 GxGxxG가 거의 항상 등장.
   EF-hand calcium 결합 단백질에는 DxDxDG가 등장.
   알파폴드 같은 도구가 등장하기 전, 이런 motif 검출이
   서열에서 fold를 짐작하는 표준 방법이었다.
   PROSITE, Pfam 같은 데이터베이스가 수천 개의 motif를 정리.

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