前回の記事を見ていただければ、Tm値の計算方法は分かったかとおもいます。
今回は、実際にPythonで実装していきたいと思います。
そんなに高度なことはありません。
計算方法を知りたいのではなく、
手っ取り早く今、Tm値を計算したいんだよ！！という方はこちら
最後までよろしくおねがいします。
Wallace法による計算
まずは、単純なWallace法のスクリプトです。
Wallace法ではプライマー中のATおよびGCの数を使ってTm値を計算します。
Wallace法の計算式
Tm = 2 x (AとTの数の総和) + 4 x (GとCの数の総和)
各塩基のカウント
ATの数とGCの数をカウントします。
Pythonでの特定の文字のカウントは、
オブジェクト.count(‘カウントしたい文字’) でカウントできます。
seq = 'ATGAGCCCTGAAGTG'
AT_count = seq.count('A') + seq.count('T')
print(AT_count)
GC_count = seq.count('G') + seq.count('C')
print(GC_count)
#7 →ATの総和
#8 →GCの総和 ATとGCのカウントができました。
あとはAT数に2をGC数に4を掛け、その和がWallace法でのTm値となります。
Wallace法によるTm値の算出
tm = AT_count*2 + GC_count*4
print(tm)
#46 →Wallace法で算出したTm値最近接塩基対法による計算
では次に、最近接塩基対法によるTm値の算出を行います。
詳細は前回のブログ
をご参照ください。
パラメータ辞書の作成
まずは、最近接塩基対法のパラメータを作成します。
それぞれの近接ペアの[ΔH, ΔS]の順でリストを作成し、辞書化します。
#最近接塩基対法のパラメータを辞書型オブジェクトとして作成する
param = {
'AA':[-9.1, -24],
'TT':[-9.1, -24],
'AT':[-8.6, -23.9],
'TA':[-6, -16.9],
'CA':[-5.8, -12.9],
'TG':[-5.8, -12.9],
'GT':[-6.5, -17.3],
'AC':[-6.5, -17.3],
'CT':[-7.8, -20.8],
'AG':[-7.8, -20.8],
'GA':[-5.6, -13.5],
'TC':[-5.6, -13.5],
'CG':[-11.9, -27.8],
'GC':[-11.1, -26.7],
'GG':[-11, -26.6],
'CC':[-11, -26.6]
}隣接ペアの抽出
次に、プライマーの隣接する2塩基のペアをすべてリスト化します。
文字列もリスト同様スライスが使えますので、
前から順に2塩基ずつ取り出します。
ここはリスト内包表記を使うと良いでしょう！
seq = 'ATGAGCCCTGAAGTG'
pair = [seq[i:i+2] for i in range(len(seq)-1)]
print(pair)
#['AT', 'TG', 'GA', 'AG', 'GC', 'CC', 'CC', 'CT', 'TG', 'GA', 'AA', 'AG', 'GT', 'TG']ΔHとΔSの総和を求める
すべての隣接ペアのリストが作成できましたので、
先程作成した辞書型オブジェクトparamを参照し、
それぞれの隣接塩基ペアに対するΔHとΔSを取得してリスト化します。
#リスト内包表記を使ってすべてのペアに対するΔHをparamから抜き出します。
H_list = [param[i][0] for i in pair]
#同様にΔSも抜き出し、リスト化します。
S_list = [param[i][1] for i in pair]
print(H_list)
print(S_list)
#[-8.6, -5.8, -5.6, -7.8, -11.1, -11, -11, -7.8, -5.8, -5.6, -9.1, -7.8, -6.5, -5.8] ΔHのリスト
#[-23.9, -12.9, -13.5, -20.8, -26.7, -26.6, -26.6, -20.8, -12.9, -13.5, -24, -20.8, -17.3, -12.9] ΔSのリストそれぞれのΔHおよびΔSの総和を求めます。
Pythonのリスト内の数字の総和は、
sum(リストオブジェクト)で求められます。
sumH = sum(H_list)
sumS = sum(S_list)
print(sumH)
print(sumS)
#-109.29999999999998 →sumHの値
#-273.2 →sumSの値これで最近接塩基対法に必要な材料がそろいましたので、
最近接塩基対法の式に代入して計算したいと思います。
最近接塩基対法によるTm値の算出
Tm = (1000 x ΔH) /( -10.8 + ΔS + 1.987 x ln(Conc/4)) – 273.15 + 16.6log[Na+]でしたので、
これを計算していきます。
Na+の濃度は50mM、プライマーの濃度(Conc)は0.5 μMを使用します。
また、log10やlnの計算はmathライブラリを使います。
log10を使うとき：math.log10(真数) lnを使うとき：math.log(真数)
import math
mol = 0.5*(10**(-6))
Na = 50*(10**(-3))
tm = (1000*H/(-10.8+S+1.987*math.log(mol/4)))-273.15+16.6*math.log10(Na)
print(tm)以上で最近接塩基法によるTm値の計算ができるようになりました。
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