From 82558b986f30afcd50653c99d2cc75d73cd5d5b8 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: jessicaw9910 Date: Tue, 29 Oct 2024 16:24:02 -0400 Subject: [PATCH] overwriting conflict attributable to pre-commit.ci --- .../databases/kinase_schema.py | 252 +- .../databases/klifs.py | 315 +- notebooks/klifs_pocket.ipynb | 85930 +--------------- 3 files changed, 335 insertions(+), 86162 deletions(-) mode change 100644 => 100755 notebooks/klifs_pocket.ipynb diff --git a/missense_kinase_toolkit/databases/missense_kinase_toolkit/databases/kinase_schema.py b/missense_kinase_toolkit/databases/missense_kinase_toolkit/databases/kinase_schema.py index 91b171b..8da6206 100644 --- a/missense_kinase_toolkit/databases/missense_kinase_toolkit/databases/kinase_schema.py +++ b/missense_kinase_toolkit/databases/missense_kinase_toolkit/databases/kinase_schema.py @@ -1,6 +1,8 @@ import logging import os from enum import Enum, StrEnum +from itertools import chain +from copy import deepcopy import pandas as pd from pydantic import BaseModel, ValidationError, constr, model_validator @@ -12,6 +14,7 @@ extract_pk_fasta_info_as_dict, ) from missense_kinase_toolkit.databases.utils import get_repo_root +from missense_kinase_toolkit.databases.aligners import ClustalOmegaAligner logger = logging.getLogger(__name__) @@ -86,9 +89,9 @@ class Family(Enum): "KinaseDomainName", {"KD" + str(idx + 1): kd for idx, kd in enumerate(LIST_PFAM_KD)} ) -UniProtSeq = constr(pattern=r"^[ACDEFGHIKLMNPQRSTVWXY]+$") +SeqUniProt = constr(pattern=r"^[ACDEFGHIKLMNPQRSTVWXY]+$") """Pydantic model for UniProt sequence constraints.""" -KLIFSSeq = constr(pattern=r"^[ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY\-]{85}$") +SeqKLIFS = constr(pattern=r"^[ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY\-]{85}$") """Pydantic model for KLIFS pocket sequence constraints.""" UniProtID = constr(pattern=r"^[A-Z][0-9][A-Z0-9]{3}[0-9]$") """Pydantic model for UniProt ID constraints.""" @@ -107,7 +110,7 @@ class KinHub(BaseModel): class UniProt(BaseModel): """Pydantic model for UniProt information.""" - canonical_seq: UniProtSeq + canonical_seq: SeqUniProt class KLIFS(BaseModel): @@ -120,7 +123,7 @@ class KLIFS(BaseModel): family: Family iuphar: int kinase_id: int - pocket_seq: KLIFSSeq | None + pocket_seq: SeqKLIFS | None class Pfam(BaseModel): @@ -137,7 +140,7 @@ class Pfam(BaseModel): class KinCore(BaseModel): """Pydantic model for KinCore information.""" - seq: UniProtSeq + seq: SeqUniProt start: int | None end: int | None mismatch: list[int] | None @@ -154,8 +157,9 @@ class KinaseInfo(BaseModel): Pfam: Pfam | None KinCore: KinCore | None bool_offset: bool = True - KLIFS2UniProt: dict[str, int] | None = None - KLIFSPocket: klifs.KLIFSPocket | None = None + KLIFS2UniProtIdx: dict[str, int | None] | None = None + KLIFS2UniProtSeq: dict[str, str | None] | None = None + # KLIFSPocket: klifs.KLIFSPocket | None = None # https://docs.pydantic.dev/latest/examples/custom_validators/#validating-nested-model-fields @model_validator(mode="after") @@ -175,17 +179,14 @@ def change_wrong_klifs_pocket_seq(self) -> Self: # https://stackoverflow.com/questions/68082983/validating-a-nested-model-in-pydantic # skip if other validation errors occur in nested models first @model_validator(mode="after") - @classmethod - def validate_uniprot_length(cls, values): + def validate_uniprot_length(self) -> Self: """Validate canonical UniProt sequence length matches Pfam length if Pfam not None.""" - pfam = values.Pfam - uniprot = values.UniProt - if pfam is not None: - if len(uniprot.canonical_seq) != pfam.protein_length: + if self.Pfam is not None: + if len(self.UniProt.canonical_seq) != self.Pfam.protein_length: raise ValidationError( "UniProt sequence length does not match Pfam protein length." ) - return values + return self @model_validator(mode="after") def generate_klifs2uniprot_dict(self) -> Self: @@ -205,158 +206,11 @@ def generate_klifs2uniprot_dict(self) -> Self: ) if temp_obj.list_align is not None: - self.KLIFS2UniProt = temp_obj.KLIFS2UniProt - # self.KLIFSPocket = temp_obj + self.KLIFS2UniProtIdx = temp_obj.KLIFS2UniProtIdx + self.KLIFS2UniProtSeq = temp_obj.KLIFS2UniProtSeq return self - def recursive_idx_search( - self, - idx: int, - decreasing: bool, - ) -> int | str: - """Recursively search for preceding or subsequent alignment index if current value is None. - - Parameters - ---------- - idx : int - Current index - - Returns - ------- - idx : int - Index of alignment - - """ - if idx == 0: - return "NONE" - list_keys = list(self.KLIFS2UniProt.keys()) - if self.KLIFS2UniProt[list_keys[idx]] is None: - if decreasing: - idx = self.recursive_idx_search(idx - 1, self.KLIFS2UniProt, True) - else: - idx = self.recursive_idx_search(idx + 1, self.KLIFS2UniProt, False) - return idx - - def find_intra_gaps( - self, - dict_temp: dict[str, int | None], - bool_bl: bool = True, - ) -> tuple[int, int] | None: - """Find intra-pocket gaps in KLIFS pocket region. - - Parameters - ---------- - bool_bl : bool - If True, find intra-pocket gaps in b.l region; if False, find intra-pocket gaps in linker region - - Returns - ------- - tuple[int, int] | None - Start and end indices of intra-pocket gaps in KLIFS pocket region; if None found, return None - - """ - if bool_bl: - region, idx_in, idx_out = "b.l", 1, 2 - else: - region, idx_in, idx_out = "linker", 0, 1 - - list_keys = list(self.KLIFS2UniProt.keys()) - list_idx = [ - idx for idx, i in enumerate(self.KLIFS2UniProt.keys()) if region in i - ] - - # TODO: ATR and CAMKK1 have inter hinge:linker region - start = list_idx[idx_in] - end = list_idx[idx_out] - - if dict_temp[list_keys[start]] is None: - start = self.recursive_idx_search(start - 1, dict_temp, True) - if dict_temp[list_keys[end]] is None: - end = self.recursive_idx_search(end + 1, dict_temp, False) - - # STK40 has no b.l region or preceding - if start == "NONE": - return None - - return (dict_temp[list_keys[start]], dict_temp[list_keys[end]]) - - def return_intra_gap_substr( - self, - bl_bool: bool = True, - ) -> str | None: - tuple_idx = self.find_intra_gaps(self.KLIFS2UniProt, bl_bool) - if tuple_idx is None: - return None - else: - start, end = tuple_idx[0], tuple_idx[1] - if end - start == 1: - return None - else: - return self.uniprotSeq[start - 1 : end - 1] - - @staticmethod - def reverse_order_dict_of_dict( - dict_in: dict[str, dict[str, str | int | None]], - ) -> dict[str, dict[str, str | int | None]]: - """Reverse order of dictionary of dictionaries. - - Parameters - ---------- - dict_in : dict[str, dict[str, str | int | None]] - Dictionary of dictionaries - - Returns - ------- - dict_out : dict[str, dict[str, str | int | None]] - Dictionary of dictionaries with reversed order - - """ - dict_out = { - key1: {key2: dict_in[key2][key1] for key2 in dict_in.keys()} - for key1 in set(chain(*[list(j.keys()) for j in dict_in.values()])) - } - return dict_out - - @staticmethod - def replace_none_with_max_len_gap( - dict_in: dict[str, dict[str, str | int | None]], - ) -> dict[str, dict[str, str | int | None]]: - """Replace None values with maximum length gap in dictionary of dictionaries. - - Parameters - ---------- - dict_in : dict[str, dict[str, str | int | None]] - Dictionary of dictionaries - - Returns - ------- - dict_out : dict[str, dict[str, str | int | None]] - Dictionary of dictionaries with None values replaced with maximum length gap - - """ - dict_max_len = { - key1: max([len(val2) for val2 in val1.values() if val2 is not None]) - for key1, val1 in dict_in.items() - } - - dict_out = deepcopy(dict_in) - for key1, length in dict_max_len.items(): - for key2, val in dict_out[key1].items(): - if val is None: - dict_out[key1][key2] = "-" * length - - return dict_out - - def find_and_align_inter_and_intra_klifs_regions( - self, - list_cols: list[str] | None = None, - ): - if list_cols is None: - ["II:III", "III:αC", "IV:V", "hinge:linker", "αD:αE", "αE:VI", "VII:VIII"] - pass - - def check_if_file_exists_then_load_dataframe(str_file: str) -> pd.DataFrame | None: """Check if file exists and load dataframe. @@ -673,6 +527,76 @@ def create_kinase_models_from_df( return dict_kinase_models +def replace_none_with_max_len(dict_in): + dict_max_len = {key1: max([len(val2) for val2 in val1.values() \ + if val2 is not None]) for key1, val1 in dict_in.items()} + + for region, length in dict_max_len.items(): + for hgnc, seq in dict_in[region].items(): + if seq is None: + dict_in[region][hgnc] = "-" * length + + return dict_in + +def align_inter_intra_region( + dict_in: dict[str, KinaseInfo], +) -> dict[str, dict[str, str]]: + """Align inter and intra region sequences. + + Parameters + ---------- + dict_in : dict[str, KinaseInfo] + Dictionary of kinase information models + + Returns + ------- + dict[str, dict[str, str]] + Dictionary of aligned inter and intra region + """ + + list_inter_intra = klifs.LIST_INTER_REGIONS + klifs.LIST_INTRA_REGIONS + + dict_align = {region: {hgnc: None for hgnc in dict_in.keys()}\ + for region in list_inter_intra} + + for region in list_inter_intra: + list_hgnc, list_seq = [], [] + for hgnc, kinase_info in dict_in.items(): + seq = kinase_info.KLIFS2UniProtSeq[region] + if seq is not None: + list_hgnc.append(hgnc) + list_seq.append(seq) + if len(list_seq) > 2: + aligner_temp = ClustalOmegaAligner(list_seq) + dict_align[region].update(dict(zip(list_hgnc, aligner_temp.list_alignments))) + else: + # hinge:linker - {'ATR': 'N', 'CAMKK1': 'L'} + # αE:VI - {'MKNK1': 'DKVSLCHLGWSAMAPSGLTAAPTSLGSSDPPTSASQVAGTT'} + dict_align[region].update(dict(zip(list_hgnc, list_seq))) + + replace_none_with_max_len(dict_align) + + return dict_align + +def reverse_order_dict_of_dict( + dict_in: dict[str, dict[str, str | int | None]], + ) -> dict[str, dict[str, str | int | None]]: + """Reverse order of dictionary of dictionaries. + + Parameters + ---------- + dict_in : dict[str, dict[str, str | int | None]] + Dictionary of dictionaries + + Returns + ------- + dict_out : dict[str, dict[str, str | int | None]] + Dictionary of dictionaries with reversed order + + """ + dict_out = {key1: {key2 : dict_in[key2][key1] for key2 in dict_in.keys()}\ + for key1 in set(chain(*[list(j.keys()) for j in dict_in.values()]))} + return dict_out # # NOT IN USE - USE TO GENERATE ABOVE @@ -700,7 +624,7 @@ def create_kinase_models_from_df( # df_pivot = pd.DataFrame(df_kinhub[["Family", "SubFamily"]].value_counts()).reset_index().pivot(columns="Family", index="SubFamily", values="count") # df_pivot.loc[df_pivot.index.isin([key for key, val in dict_subfamily.items() if val >= 5]),].dropna(axis=1, how="all") -# # kinase_schema.UniProtSeq +# # kinase_schema.SeqUniProt # "".join(sorted(list(set(chain.from_iterable(df_uniprot["canonical_sequence"].apply(lambda x: list(x)).tolist()))))) # # kinase_schema.KLIFSPocket diff --git a/missense_kinase_toolkit/databases/missense_kinase_toolkit/databases/klifs.py b/missense_kinase_toolkit/databases/missense_kinase_toolkit/databases/klifs.py index f879816..9781756 100644 --- a/missense_kinase_toolkit/databases/missense_kinase_toolkit/databases/klifs.py +++ b/missense_kinase_toolkit/databases/missense_kinase_toolkit/databases/klifs.py @@ -13,6 +13,7 @@ Kincore2UniProtAligner, ) from missense_kinase_toolkit.databases.api_schema import SwaggerAPIClient +from missense_kinase_toolkit.databases import kinase_schema logger = logging.getLogger(__name__) @@ -149,6 +150,26 @@ """list[str]: List of string of all KLIFS pocket regions in format region:idx.""" +# αC:b.l - {'BUB1B': 'E'} - need to skip this, seems to be in b.l gap region +LIST_INTER_REGIONS = [ + "II:III", + "III:αC", + "IV:V", + "hinge:linker", + "αD:αE", + "αE:VI", + "VII:VIII", +] +"""list[str]: List of inter-region region gaps that exist given analysis.""" + + +LIST_INTRA_REGIONS = [ + "b.l_intra", + "linker_intra", +] +"""list[str]: List of intra-region region gaps that exist given analysis.""" + + class KLIFS(SwaggerAPIClient): """Class to interact with the KLIFS API.""" @@ -341,13 +362,15 @@ class KLIFSPocket: list_klifs_substr_match: list[str | None] = field(default_factory=list) list_substring_idxs: list[list[int | None] | None] = field(default_factory=list) list_align: list[str | None] | None = None - KLIFS2UniProt: dict[str, int | None] = {i: None for i in LIST_KLIFS_REGION} + KLIFS2UniProtIdx: dict[str, int | None] = field(default_factory=dict) + KLIFS2UniProtSeq: dict[str, str | None] = field(default_factory=dict) def __post_init__(self): self.iterate_klifs_alignment() self.generate_alignment_list(bool_offset=self.offset_bool) if self.list_align is not None: - self.KLIFS2UniProt.update(dict(zip(LIST_KLIFS_REGION, self.list_align))) + self.KLIFS2UniProtIdx.update(dict(zip(LIST_KLIFS_REGION, self.list_align))) + self.generate_alignment_list_including_gaps() @staticmethod def remove_gaps_from_klifs(klifs_string: str) -> str: @@ -784,152 +807,210 @@ def generate_alignment_list(self, bool_offset: bool) -> list[str | None]: self.list_align = list_align + def get_inter_region(self): + """Get inter-region sequences.""" + + list_region = list(DICT_POCKET_KLIFS_REGIONS.keys()) + dict_start_end = {list_region[i-1]:list_region[i] for i in range(1, len(list_region)-1)} + dict_cols = {key: list(i for i in LIST_KLIFS_REGION \ + if i.split(":")[0] == key) for key in list_region} + + list_inter = [] + for key1, val1 in dict_start_end.items(): + keys_start, keys_end = dict_cols[key1], dict_cols[val1] + + start = [val for key, val in self.KLIFS2UniProtIdx.items() if key in keys_start] + if all(v is None for v in start): + max_start = None + else: + max_start = np.nanmax(np.array(start, dtype=float)) + 1 + + end = [val for key, val in self.KLIFS2UniProtIdx.items() if key in keys_end] + if all(v is None for v in end): + min_end = None + else: + min_end = np.nanmin(np.array(end, dtype=float)) + + list_inter.append((max_start, min_end)) + + dict_inter = dict(zip([f"{key}:{val}" for key, val in \ + dict_start_end.items()], list_inter)) + + dict_fasta = {i: {} for i in LIST_INTER_REGIONS} + for region in LIST_INTER_REGIONS: + start, end = dict_inter[region][0], dict_inter[region][1] + if start is not None and end is not None: + if end-start == 0: + dict_fasta[region] = None + else: + dict_fasta[region] = self.uniprotSeq[int(start)-1:int(end)-1] + else: + dict_fasta[region] = None + + return dict_fasta + def recursive_idx_search( self, - idx: int, + idx: int, + in_dict: dict[str, int], decreasing: bool, - ) -> int | str: - """Recursively search for preceding or subsequent alignment index if current value is None. + ): + """Recursively search for index in dictionary. Parameters ---------- idx : int - Current index + Index to start search + in_dict : dict[str, int] + Dictionary to search + decreasing : bool + If True, search in decreasing order; if False, search in increasing order Returns ------- idx : int - Index of alignment + Index in dictionary """ if idx == 0: return "NONE" - list_keys = list(self.KLIFS2UniProt.keys()) - if self.KLIFS2UniProt[list_keys[idx]] is None: + list_keys = list(in_dict.keys()) + if in_dict[list_keys[idx]] is None: if decreasing: - idx = self.recursive_idx_search(idx - 1, self.KLIFS2UniProt, True) + idx = self.recursive_idx_search(idx-1, in_dict, True) else: - idx = self.recursive_idx_search(idx + 1, self.KLIFS2UniProt, False) + idx = self.recursive_idx_search(idx+1, in_dict, False) return idx def find_intra_gaps( self, - dict_temp: dict[str, int | None], + dict_in: dict[str, int], bool_bl: bool = True, - ) -> tuple[int, int] | None: + ) -> tuple[int, str] | None: """Find intra-pocket gaps in KLIFS pocket region. Parameters ---------- + dict_in : dict[str, int] + Dictionary of KLIFS regions and their corresponding indices bool_bl : bool - If True, find intra-pocket gaps in b.l region; if False, find intra-pocket gaps in linker region - + If True, find intra-region gaps for b.l region; if False, find intra-region gaps for linker region + Returns ------- - tuple[int, int] | None - Start and end indices of intra-pocket gaps in KLIFS pocket region; if None found, return None + tuple[str, str] | None + Tuple of intra-region gaps """ if bool_bl: region, idx_in, idx_out = "b.l", 1, 2 + region, idx_in, idx_out = "b.l", 1, 2 else: region, idx_in, idx_out = "linker", 0, 1 - list_keys = list(self.KLIFS2UniProt.keys()) - list_idx = [ - idx for idx, i in enumerate(self.KLIFS2UniProt.keys()) if region in i - ] - - # TODO: ATR and CAMKK1 have inter hinge:linker region + list_keys = list(dict_in.keys()) + list_idx = [idx for idx, i in enumerate(dict_in.keys()) if region in i] + + #TODO: ATR and CAMKK1 have inter hinge:linker region start = list_idx[idx_in] end = list_idx[idx_out] - if dict_temp[list_keys[start]] is None: - start = self.recursive_idx_search(start - 1, dict_temp, True) - if dict_temp[list_keys[end]] is None: - end = self.recursive_idx_search(end + 1, dict_temp, False) + if dict_in[list_keys[start]] is None: + start = self.recursive_idx_search(start-1, dict_in, True) + if dict_in[list_keys[end]] is None: + end = self.recursive_idx_search(end+1, dict_in, False) # STK40 has no b.l region or preceding if start == "NONE": return None - return (dict_temp[list_keys[start]], dict_temp[list_keys[end]]) + return (dict_in[list_keys[start]], dict_in[list_keys[end]]) def return_intra_gap_substr( self, - bl_bool: bool = True, + bl_bool ) -> str | None: - tuple_idx = self.find_intra_gaps(self.KLIFS2UniProt, bl_bool) - if tuple_idx is None: - return None - else: - start, end = tuple_idx[0], tuple_idx[1] - if end - start == 1: - return None - else: - return self.uniprotSeq[start - 1 : end - 1] - - @staticmethod - def reverse_order_dict_of_dict( - dict_in: dict[str, dict[str, str | int | None]], - ) -> dict[str, dict[str, str | int | None]]: - """Reverse order of dictionary of dictionaries. + """Return intra-region gap substring. Parameters ---------- - dict_in : dict[str, dict[str, str | int | None]] - Dictionary of dictionaries - - Returns - ------- - dict_out : dict[str, dict[str, str | int | None]] - Dictionary of dictionaries with reversed order - - """ - dict_out = { - key1: {key2: dict_in[key2][key1] for key2 in dict_in.keys()} - for key1 in set(chain(*[list(j.keys()) for j in dict_in.values()])) - } - return dict_out - - @staticmethod - def replace_none_with_max_len_gap( - dict_in: dict[str, dict[str, str | int | None]], - ) -> dict[str, dict[str, str | int | None]]: - """Replace None values with maximum length gap in dictionary of dictionaries. - - Parameters - ---------- - dict_in : dict[str, dict[str, str | int | None]] - Dictionary of dictionaries - + bl_bool : bool + If True, find intra-region gaps for b.l region; if False, find intra-region gaps for linker region + Returns ------- - dict_out : dict[str, dict[str, str | int | None]] - Dictionary of dictionaries with None values replaced with maximum length gap + str | None + Intra-region gap substring """ - dict_max_len = { - key1: max([len(val2) for val2 in val1.values() if val2 is not None]) - for key1, val1 in dict_in.items() - } - - dict_out = deepcopy(dict_in) - for key1, length in dict_max_len.items(): - for key2, val in dict_out[key1].items(): - if val is None: - dict_out[key1][key2] = "-" * length + tuple_idx = self.find_intra_gaps(self.KLIFS2UniProtIdx, bl_bool) + if tuple_idx is None: + return None + else: + start, end = tuple_idx[0], tuple_idx[1] + if end - start == 1: + return None + else: + return self.uniprotSeq[start:end-1] + + def get_intra_region(self): + """Get intra-region sequences.""" + list_seq = [] + for region in LIST_INTRA_REGIONS: + if region.split("_")[0] == "b.l": + list_seq.append(self.return_intra_gap_substr(True)) + else: + list_seq.append(self.return_intra_gap_substr(False)) + return dict(zip(LIST_INTRA_REGIONS, list_seq)) + + def generate_alignment_list_including_gaps(self): + """Return fully aligned KLIFS pocket.""" + list_region = list(DICT_POCKET_KLIFS_REGIONS.keys()) + + # inter region + dict_inter = self.get_inter_region() + + list_inter_regions = list(dict_inter.keys()) + list_idx_inter = list(chain(*[list(idx for idx, j in enumerate(list_region) \ + if j == i.split(":")[0]) for i in list_inter_regions])) + + list_region_combo = list(list_region) + i = 0 + for idx, val in zip(list_idx_inter, list_inter_regions): + list_region_combo.insert(idx+i+1, val) + i += 1 + + # intra region + dict_intra = self.get_intra_region() + + idx = list_region_combo.index("b.l") + list_region_combo[idx:idx+1] = "b.l_1", "b.l_intra", "b.l_2" + + idx = list_region_combo.index("linker") + list_region_combo[idx:idx+1] = "linker_1", "linker_intra", "linker_2" + + dict_full_klifs_region = {region: None for region in list_region_combo} + + dict_actual = dict(zip(list_region, self.list_klifs_substr_actual)) + # for region in list_region_combo:KL + for region, seq in dict_actual.items(): + if region == "b.l": + dict_full_klifs_region["b.l_1"] = seq[0:2] + dict_full_klifs_region["b.l_2"] = seq[2:] + pass + elif region == "linker": + dict_full_klifs_region["linker_1"] = seq[0:1] + dict_full_klifs_region["linker_2"] = seq[1:] + else: + dict_full_klifs_region[region] = seq - return dict_out + for region, seq in dict_inter.items(): + dict_full_klifs_region[region] = seq - def find_and_align_inter_and_intra_klifs_regions( - self, - list_cols: list[str] | None = None, - ): - if list_cols is None: - ["II:III", "III:αC", "IV:V", "hinge:linker", "αD:αE", "αE:VI", "VII:VIII"] - pass + for region, seq in dict_intra.items(): + dict_full_klifs_region[region] = seq + self.KLIFS2UniProtSeq = dict_full_klifs_region # # NOT IN USE - USE TO GENERATE ABOVE @@ -937,3 +1018,57 @@ def find_and_align_inter_and_intra_klifs_regions( # in enumerate(val.KLIFSPocket.list_substring_idxs) if entry is not None and len(entry)>1)\ # for key, val in dict_klifs.items()] # set(chain(*list_multi)) # {'b.l:b.l', 'linker:linker'} + +# df_klifs_idx = pd.DataFrame([list(j for i, j in val.KLIFS2UniProt.items()) for key, val in dict_klifs.items()], +# columns=klifs.LIST_KLIFS_REGION, index=dict_klifs.keys()) + +# # dict_temp = klifs.DICT_POCKET_KLIFS_REGIONS +# list_region = list(klifs.DICT_POCKET_KLIFS_REGIONS.keys()) + +# dict_start_end = {list_region[i-1]:list_region[i] for i in range(1, len(list_region)-1)} +# dict_cols = {key: list(i for i in df_klifs_idx.columns.tolist() \ +# if i.split(":")[0] == key) for key in list_region} + +# list_inter = [] +# for key, val in dict_start_end.items(): + +# list_temp = [] +# for idx, row in df_klifs_idx.iterrows(): + +# cols_start, cols_end = dict_cols[key], dict_cols[val] + +# start = row.loc[cols_start].values +# if np.all(np.isnan(start)): +# max_start = None +# else: +# max_start = np.nanmax(start) + 1 + +# end = row.loc[cols_end].values +# if np.all(np.isnan(end)): +# min_end = None +# else: +# min_end = np.nanmin(end) + +# list_temp.append((max_start, min_end)) + +# list_inter.append(list_temp) + +# df_inter = pd.DataFrame(list_inter, +# index=[f"{key}:{val}" for key, val in dict_start_end.items()], +# columns=df_klifs_idx.index).T +# df_length = df_inter.map(lambda x: try_except_substraction(x[0], x[1])) + +# # df_one = df_length.loc[:, df_length.apply(lambda x: any(x == 1))] +# # df_multi = df_length.loc[:, df_length.apply(lambda x: any(x > 1))] +# df_multi = df_length.loc[:, df_length.apply(lambda x: any(x > 0))] +# # αC:b.l - {'BUB1B': 'E'} - need to skip this, seems to be in b.l gap region + +# df_bl = pd.DataFrame([list(j for i, j in val.KLIFS2UniProt.items() if i in list_idx_dict[0]) \ +# for key, val in dict_klifs.items()], +# columns=list_idx_dict[0], index=dict_klifs.keys()) +# df_bl[df_bl.isnull().any(axis=1)] + +# df_linker = pd.DataFrame([list(j for i, j in val.KLIFS2UniProt.items() if i in list_idx_dict[1]) \ +# for key, val in dict_klifs.items()], +# columns=list_idx_dict[1], index=dict_klifs.keys()) +# df_linker[df_linker.isnull().any(axis=1)] \ No newline at end of file diff --git a/notebooks/klifs_pocket.ipynb b/notebooks/klifs_pocket.ipynb old mode 100644 new mode 100755 index e5db94e..fa59da6 --- a/notebooks/klifs_pocket.ipynb +++ b/notebooks/klifs_pocket.ipynb @@ -22,7 +22,7 @@ "\n", "import matplotlib.pyplot as plt\n", "import seaborn as sns\n", - "%matplotlib inline\n", + "# %matplotlib inlinex # this throws KeyError\n", "\n", "from missense_kinase_toolkit.databases import klifs, colors, kinase_schema\n", "from missense_kinase_toolkit.databases.klifs import KLIFSPocket" @@ -60,7 +60,7 @@ "# check that all KLIFS2UniProt alignments working as expected - should be no output\n", "for hgnc, pocket in dict_klifs.items():\n", " list_temp = [pocket.UniProt.canonical_seq[val-1] == pocket.KLIFS.pocket_seq[idx] \\\n", - " for idx, (key, val) in enumerate(pocket.KLIFS2UniProt.items()) if val is not None]\n", + " for idx, (key, val) in enumerate(pocket.KLIFS2UniProtIdx.items()) if val is not None]\n", " not any(list_temp)" ] }, @@ -74,7 +74,7 @@ }, { "cell_type": "code", - "execution_count": 4, + "execution_count": 5, "id": "3369c424-3727-449a-97c7-1a07114a1541", "metadata": {}, "outputs": [], @@ -86,7 +86,7 @@ }, { "cell_type": "code", - "execution_count": 5, + "execution_count": 6, "id": "2cb0372b-dcbd-4f97-bdff-2045a46e87a8", "metadata": {}, "outputs": [], @@ -97,7 +97,7 @@ }, { "cell_type": "code", - "execution_count": 6, + "execution_count": 7, "id": "88f3481e-6b5a-410f-9061-330820f50f9a", "metadata": {}, "outputs": [], @@ -110,7 +110,7 @@ }, { "cell_type": "code", - "execution_count": 7, + "execution_count": 8, "id": "c61efdee-43bf-47d0-993f-cf5a1bcee962", "metadata": {}, "outputs": [], @@ -121,7 +121,7 @@ }, { "cell_type": "code", - 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" else:\n", - " # hinge:linker - {'ATR': 'N', 'CAMKK1': 'L'}\n", - " # αE:VI - {'MKNK1': 'DKVSLCHLGWSAMAPSGLTAAPTSLGSSDPPTSASQVAGTT'}\n", - " dict_inter[key].update(dict(zip(list_hgnc_seq, list_seq)))\n", - "\n", - "for key_outer, dict_inner in dict_inter.items():\n", - " max_len = max([len(val_inner) for key_inner, val_inner \\\n", - " in dict_inner.items() if val_inner is not None])\n", - " for key_inner, val_inner in dict_inner.items():\n", - " if val_inner is None:\n", - " dict_inter[key_outer][key_inner] = \"-\" * max_len" - ] - }, - { - "cell_type": "code", - "execution_count": 315, - "id": "ae4c68b0-ba35-49a1-be0c-9cae45fb7af6", - "metadata": {}, - "outputs": [], - "source": [ - "def recursive_idx_search(\n", - " idx: int, \n", - " in_dict: dict[str, int], \n", - " decreasing: bool,\n", - "):\n", - " if idx == 0:\n", - " return \"NONE\"\n", - " list_keys = list(in_dict.keys())\n", - " if in_dict[list_keys[idx]] is None:\n", - " if decreasing:\n", - " idx = recursive_idx_search(idx-1, in_dict, True)\n", - " else:\n", - " idx = recursive_idx_search(idx+1, in_dict, False)\n", - " return idx" - ] - }, - { - "cell_type": "code", - "execution_count": 316, - "id": "cee9b575-c0e4-402c-bbd4-a638262a8a37", - "metadata": {}, - "outputs": [], - "source": [ - "def find_intra_gaps(\n", - " dict_in: dict[str, int],\n", - " bool_bl: True,\n", - "):\n", - " if bool_bl:\n", - " region, idx_in, idx_out = \"b.l\", 1, 2\n", - " else:\n", - " region, idx_in, idx_out = \"linker\", 0, 1\n", - "\n", - " list_keys = list(dict_in.keys())\n", - " list_idx = [idx for idx, i in enumerate(dict_in.keys()) if region in i]\n", - " \n", - " #TODO: ATR and CAMKK1 have inter hinge:linker region\n", - " start = list_idx[idx_in]\n", - " end = list_idx[idx_out]\n", - "\n", - " if dict_in[list_keys[start]] is None:\n", - " start = recursive_idx_search(start-1, dict_in, True)\n", - " if dict_in[list_keys[end]] is None:\n", - " end = recursive_idx_search(end+1, dict_in, False)\n", - "\n", - " # STK40 has no b.l region or preceding\n", - " if start == \"NONE\":\n", - " return None\n", - "\n", - " return (dict_in[list_keys[start]], dict_in[list_keys[end]])" - ] - }, - { - "cell_type": "code", - "execution_count": 536, - "id": "af36c442-61ad-42c2-8ab6-8eaa216e9741", - "metadata": {}, - "outputs": [], - "source": [ - "def return_intra_gap_substr(\n", - " dict_klifs2uniprot, \n", - " uniprot_seq, \n", - " bl_bool\n", - "):\n", - " tuple_idx = find_intra_gaps(dict_klifs2uniprot, bl_bool)\n", - " if tuple_idx is None:\n", - " return None\n", - " else:\n", - " start, end = tuple_idx[0], tuple_idx[1]\n", - " if end - start == 1:\n", - " return None\n", - " else:\n", - " return uniprot_seq[start:end-1]" - ] - }, - { - "cell_type": "code", - "execution_count": null, - "id": "eded378a-b66e-4c45-9ff9-ffdfb798bb85", - "metadata": {}, - "outputs": [], - "source": [ - "def replace_none_with_max_len(dict_in):\n", - " dict_max_len = {key1: max([len(val2) for key2, val2 in val1.items() \\\n", - " if val2 is not None]) for key1, val1 in dict_in.items()}\n", - "\n", - " for region, length in dict_max_len.items():\n", - " for hgnc, seq in dict_in[region].items():\n", - " if seq is None:\n", - " dict_in[region][hgnc] = \"-\" * length" - ] - }, - { - "cell_type": "code", - "execution_count": 538, - "id": "a34865df-70a0-4b04-b4c1-7d9b8fe66b39", - "metadata": {}, - "outputs": [], - "source": [ - "# intra regions\n", - "list_intra_regions = [\"b.l_intra\", \"linker_intra\"]\n", - "\n", - "dict_intra = {i : {hgnc: None for hgnc in dict_klifs.keys()}\\\n", - " for i in list_intra_regions}\n", - "\n", - "for region in list_intra_regions:\n", - " list_seq, list_hgnc = [], []\n", - " for key, val in dict_klifs.items():\n", - " if region.split(\"_\")[0] == \"b.l\":\n", - " temp = return_intra_gap_substr(val.KLIFS2UniProt, val.UniProt.canonical_seq, True)\n", - " else:\n", - " temp = return_intra_gap_substr(val.KLIFS2UniProt, val.UniProt.canonical_seq, False)\n", - " if temp is not None:\n", - " list_seq.append(temp)\n", - " list_hgnc.append(key)\n", - "\n", - " aligner_temp = aligners.ClustalOmegaAligner(list_seq)\n", - " dict_intra[region].update(dict(zip(list_hgnc, aligner_temp.list_alignments)))\n", - "\n", - "dict_max_len = {key1: max([len(val2) for key2, val2 in val1.items() if val2 is not None])\\\n", - " for key1, val1 in dict_intra.items()}\n", - "\n", - "for region, length in dict_max_len.items():\n", - " for hgnc, seq in dict_intra[region].items():\n", - " if seq is None:\n", - " dict_intra[region][hgnc] = \"-\" * length" - ] - }, - { - "cell_type": "code", - "execution_count": 490, - "id": "c1a09850-1a10-4fbd-8105-6ccb40fb61bf", - "metadata": {}, - "outputs": [], - "source": [ - "def reverse_order_dict_of_dict(\n", - " dict_in: dict[str, dict[str, int | None]]\n", - ") -> dict[str, dict[str, int | None]]:\n", - " \"\"\"Reverse order of dictionary of dictionaries.\n", - " \n", - " Parameters\n", - " ----------\n", - " dict_in : dict[str, dict[str, int | None]]\n", - " Dictionary of dictionaries\n", - " \n", - " Returns\n", - " -------\n", - " dict_out : dict[str, dict[str, int | None]]\n", - " Dictionary of dictionaries with reversed order\n", - "\n", - " \"\"\"\n", - " dict_out = {key1: {key2 : dict_in[key2][key1] for key2 in dict_in.keys()}\\\n", - " for key1 in set(chain(*[list(j.keys()) for j in dict_in.values()]))}\n", - " return dict_out" - ] - }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, - "id": "233501eb-005a-4f4d-8cb6-8669514481b0", - "metadata": {}, - "outputs": [], - "source": [] - }, - { - "cell_type": "code", - "execution_count": 539, - "id": "842a4ff6-d6e9-4464-b5c9-b6690a2d54c3", + "id": "23a9b967-16eb-4290-ba8d-ff597504da0b", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ - "list_inter_regions = list(dict_align.keys())\n", - "\n", - "list_idx_inter = list(chain(*[list(idx for idx, j in enumerate(list_region) \\\n", - " if j == i.split(\":\")[0]) for i in list_inter_regions]))\n", - "\n", - "list_region_combo = deepcopy(list_region)\n", - "i = 0\n", - "for idx, val in zip(list_idx_inter, list_inter_regions):\n", - 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" dict_full_klifs_region[hgnc][\"b.l_2\"] = seq[2:]\n", - " pass\n", - " elif region == \"linker\":\n", - " dict_full_klifs_region[hgnc][\"linker_1\"] = seq[0:1]\n", - " dict_full_klifs_region[hgnc][\"linker_2\"] = seq[1:]\n", - " else:\n", - " dict_full_klifs_region[hgnc][region] = seq\n", - "\n", - " \n", - " for region, seq in dict_inter_reverse[hgnc].items():\n", - " dict_full_klifs_region[hgnc][region] = seq\n", - "\n", - " for region, seq in dict_intra_reverse[hgnc].items():\n", - " dict_full_klifs_region[hgnc][region] = seq" + "for key in dict_klifs.keys():\n", + " dict_klifs[key].KLIFS2UniProtSeq.update(dict_replace[key])" ] }, { "cell_type": "code", - "execution_count": null, - "id": "c79c0b66-64bf-4d80-bd8b-30a419b5675a", - "metadata": {}, - "outputs": [], - "source": [] - }, - { - "cell_type": "code", - "execution_count": null, - "id": "ee1a1edb-4f3b-44cb-9a29-140d595a1431", - "metadata": {}, - "outputs": [], - "source": [] - }, - { - "cell_type": "code", - "execution_count": 548, + "execution_count": 17, "id": "8eb48a13-29dc-4ea5-ac73-d8a028e0af8f", "metadata": {}, "outputs": [], "source": [ + "# TEST\n", "for hgnc, klifs_pocket in dict_klifs.items():\n", - 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