2.5 Résultats et interprétations
2.5.5 Analyse des résultats
Pour analyser les résultats, nous avons exécuté s2m avec l’algorithme de pavage heuris- tique. La profondeur de modulation paramétrée à 2 et le nombre de passage par une phase light à 2 également. Vous trouverez tous les résultats sur les polymères testés à ces adresses :
• http://bioinfo.lifl.fr/NRP/smiles2monomers/results/results_NORINE/
• http://bioinfo.lifl.fr/NRP/smiles2monomers/results/results_CCD/
Revenons sur les chiffres qui ont été présentés dans les tableaux2.1 et2.2. Un peu plus de 74% des annotations peptidiques issues de Norine et 85% de celles de CCD sont entièrement retrouvées par le logiciel. Mais il faut ici rappeler que les annotations ne sont plus considérées comme correctes dès lors qu’un seul monomère est faussement annoté. En regardant le taux d’atomes correctement attribués au sein des peptides, le taux de réussite augmente à plus de 93% pour les annotations de Norine et plus de 98% pour CCD.
Cependant, même ces très bons taux de réussite ne sont pas représentatifs de la qual- ité des annotations. En effet, en analysant chacun des résultats plus finement, nous nous sommes aperçu qu’il était possible de détecter des erreurs au sein des bases de données utilisées pour les tests. Analysons ensemble plusieurs cas afin de comprendre les raisons de ces erreurs.
2.5.5.1 Des peptides aux structures atomiques fausses
Beaucoup d’annotations fausses proviennent d’erreurs de structures atomiques pour les peptides. Prenons l’exemple de l’enniatin I (voir figure 2.41). L’annotation en sortie de s2m présente une couverture de 100% mais un correctness de 66%. En regardant les 3 listes de monomères, on peut s’apercevoir que l’annotation attendue comporte deux monomères
Figure 2.41: Résultat de s2m pour l’enniatin I. Deux monomères sont annotés faux ce qui nous mène à dire qu’une erreur s’est glissée soit dans le SMILES de la molécule soit dans l’annotation monomérique.
nommés Hmp alors que le logiciel trouve deux 4Me-Hva. Les deux monomères se ressem- blent : il est fort probable que, soit l’annotation monomérique, soit l’annotation atom- ique ait été mal saisie. Pour comprendre l’erreur, remontons aux sources des données. Sur la page Norine de la molécule, nous trouvons un lien vers Pubchem pour accéder à la structure atomique et un lien vers la publication qui nous permet d’accéder à la structure monomérique.
En regardant la molécule présente sur PubChem (voir figure2.42), nous pouvons con- stater que c’est effectivement la structure atomique qui a été utilisée pour le test. En con- sultant le contenu de la publication [78], on s’aperçoit que la structure monomérique cor- respond également bien à ce qui est présent sur Norine. Accompagnant cette annotation monomérique, un schéma présente la structure atomique. Cette seconde structure vient également confirmer la structure monomérique. Sans aucun doute, l’erreur provient de mauvaises données de PubChem entrées dans Norine. Le lien PubChem entré sur Norine n’est pas le bon et pointe vers un peptide similaire.
Nous n’avons pas fini de traiter manuellement toutes les données issues de s2m mais au moins 50% des erreurs semblent être de ce type.
Figure 2.42: Structures atomiques publiées de l’enniatin I. Ces deux structures différentes nous aident à déceler une erreur dans la structure atomique de l’enniatin I sur Norine.
2.5.5.2 Des monomères aux structures atomiques fausses
Lorsque le taux de couverture de l’annotation issue de s2m est inférieur à 100%, par défi- nition, au moins un monomère n’a pu être trouvé. Il est possible que ce monomère n’ait jamais été répertorié, que la structure atomique du peptide soit incorrecte ou que la struc- ture d’un monomère le soit également. Dans le cas de l’annotation de la dolastatin (voir figure 2.43), c’est une erreur de structure atomique qui s’est glissée dans la base Norine. Le monomère Dap qui est sensé être présent n’est pas reconnu car l’atome d’azote n’est pas placé au même endroit au sein du monomère seul et du monomère dans le peptide. En cherchant sur Norine on peut s’apercevoir qu’aucun autre peptide de la base ne comporte ce monomère, ce qui veut dire qu’il a été ajouté spécifiquement pour ce peptide. Donc, le changement de structure du monomère n’est a priori pas dû à une modification de la molécule, mais ressemblerait plutôt à une erreur d’annotation. En parcourant l’article qui publia le peptide [49] et la structure atomique présente sur PubChem, on s’aperçoit que c’est effectivement une erreur de structure atomique uniquement présente sur Norine.
Figure 2.43: Résultat de s2m pour la Dolastatin (peptide de Norine). Une erreur de SMILES de monomère empêche une couverture totale du peptide.
2.5.5.3 Erreurs d’annotations
Il arrive parfois que des molécules soient trompeuses. En entrant manuellement les anno- tations, il est possible de confondre un monomère avec un de ses dérivés proches. C’est ce qui est arrivé avec la fengycine A (voir figure 2.44). L’annotation effectuée par s2m détecte un monomère Gln alors que l’annotation présente dans Norine détecte un Glu. En effectuant à nouveau toutes les opérations de vérification de la structure atomique et monomérique, on s’aperçoit que l’article [103] donne raison à s2m. Cette fois-ci, c’est l’an- notation monomérique présente dans Norine qui est à changer pour obtenir une informa- tion correcte.
2.5.5.4 Les équivalences
Le dernier type d’erreurs d’annotations commises par s2m est strictement dû aux algo- rithmes utilisés pour le pavage. C’est un problème d’annotations équivalentes. Comme nous le voyons sur le schéma 2.45, la “cyclotheonamide E” est un peptide couvert à 100%. De plus, l’annotation présente dans Norine propose deux monomères visuellement très proches des monomères suggérés par s2m (Arg/k-Arg et NFo-Ile/Ile). En regardant dans le
Figure 2.44: Résultat de s2m pour la Fengycin (peptide de Norine). Une erreur d’annotation entrée dans Norine réduit la correctness alors que s2m trouve la bonne solution.
détail, on peut observer que c’est un problème dû à une formylation entre deux monomères. L’un des deux monomères a été formylé, ce qui fait qu’un groupement C=O est présent en- tre les monomères Arg et Ile du peptide. Cependant, il pourrait a priori s’agir de n’importe lequel des variants. Dans les deux cas, l’annotation qui en résulte reste couvrante à 100%. N’ayant aucun moyen algorithmique de faire la différence, ici s2m a choisi la première solu- tion trouvée. Pour connaître l’annotation réelle, il faut remonter à la production du peptide et comprendre les mécanismes de modification de monomères qui entrent ici en jeu. Cette erreur est présente moins d’une dizaine de fois dans les données déjà vérifiées et ne pourra hélas pas être corrigée sans prendre en compte plus d’informations biologiques sur le re- crutement des monomères formant ce peptide non ribosomique.
Figure 2.45: Résultat de s2m pour la Cyclotheonamide E (peptide de Norine). L’annota- tion monomérique recouvre l’entièreté des atomes du peptide mais n’est pas correcte à cause d’une équivalence entre monomères.
2.5.5.5 Les analyses d’erreurs pour CCD
Durant toutes ces analyses, je me suis uniquement attardé sur les erreurs issues des peptides de Norine. Dans ces cas, il est possible de vérifier toutes les informations de cette base car de nombreux liens vers les origines des données qui y sont présents. Pour les données issues de CCD, nous détectons le même type de problème que dans Norine mais il est plus
Figure 2.46: Équivalence entre monomères. L’atome d’azote inclut dans le HME pourrait également être inclus par le DLY mais nous n’avons aucun moyen de faire la différence.
difficile d’analyser chacun d’eux en profondeur. Nous avons accès aux structures, mais plus difficilement aux publications associées. Nous pouvons donc également détecter la présence d’erreurs, mais sans forcément pouvoir expliquer leur raison. Seules les erreurs dues aux équivalences sont facilement détectables (voir par exemple 2.46). Pour les autres types d’erreurs, nous ne pouvons que spéculer sur leur origine.