jpred/lib/HPM.pm

   1 package HPM;
   2
   3 use strict;
   4 use warnings;
   5 use Carp;
   6
   7 use base qw(Exporter);
   8
   9 our @EXPORT_OK = qw(hydrophobic_moment);
  10
  11 =head1 NAME
  12
  13 HPM - module to calculate hydrophobic moments of a peptide sequence
  14
  15 =head1 $moment = hydrophobic_moment($angle, @sequence)
  16
  17 Calculate the hydrophobic moment (Eisenberg et al.) of a series of amino acids in @sequence for angle $angle in degrees. This is 100 for alpha helices and between 160 and 180.
  18
  19 An example helix is: RIIRRIIRRIRRIIRRII which has a maximum at 100 degrees.
  20 An example sheet is: ALALALALAL, with a maximum at between 160-180 degrees.
  21
  22 See Eisenberg et al., PNAS, 1984, v81, p140-144 for more details.
  23
  24 =cut
  25
  26 # Hydrophobic moments from Eisenberg et al., PNAS, 1984, v81, p140.
  27 my %moments = (
  28         I => 0.73,
  29         F => 0.61,
  30         V => 0.54,
  31         L => 0.53,
  32         W => 0.37,
  33         M => 0.26,
  34         A => 0.25,
  35         G => 0.16,
  36         C => 0.04,
  37         Y => 0.02,
  38         P => -0.07,
  39         T => -0.18,
  40         S => -0.26,
  41         H => -0.40,
  42         E => -0.62,
  43         N => -0.64,
  44         Q => -0.69,
  45         D => -0.72,
  46         K => -1.10,
  47         R => -1.76
  48 );
  49
  50 # Hydrophobic moments from EMBOSS 2.9.0 hmoment program. Gives similar graphs
  51 # to the above moments.
  52 my %e_moments = (
  53         A => 0.62,
  54         B => -100,
  55         C => 0.29,
  56         D => -0.90,
  57         E => -0.74,
  58         F => 1.19,
  59         G => 0.48,
  60         H => -0.4,
  61         I => 1.38,
  62         J => -100,
  63         K => -1.5,
  64         L => 1.06,
  65         M => 0.64,
  66         N => -0.78,
  67         O => -100,
  68         P => 0.12,
  69         Q => -0.85,
  70         R => -2.53,
  71         S => -0.18,
  72         T => -0.05,
  73         U => -100,
  74         V => 1.08,
  75         W => 0.81,
  76         X => -100,
  77         Y => 0.26,
  78         Z => -100,
  79 );
  80
  81 sub deg2rad { $_[0] and return $_[0] * (3.141593 / 180) }
  82
  83 sub hydrophobic_moment {
  84         my ($angle, @seq) = @_;
  85         my $tangle = $angle;
  86
  87         my ($sum_sin, $sum_cos) = (0, 0);
  88         for (@seq) {
  89                 $sum_sin += ($moments{ $_ } * sin(deg2rad $tangle));
  90                 $sum_cos += ($moments{ $_ } * cos(deg2rad $tangle));
  91                 $tangle = ($tangle + $angle) % 360;
  92         }
  93         return sqrt($sum_sin * $sum_sin + $sum_cos * $sum_cos) / @seq;
  94 }