source: trunk/GDE/MUSCLE/src/scoredist.cpp

Last change on this file was 10390, checked in by aboeckma, 11 years ago

added muscle sourcles amd makefile

File size: 3.4 KB
Line 
1#include <limits.h>
2#include <math.h>
3#include "muscle.h"
4#include "msa.h"
5#include "distfunc.h"
6#include "msa.h"
7#include "seqvect.h"
8#include "pwpath.h"
9
10// ScoreDist
11// E. Sonnhammer & V. Hollich, Scoredist: A simple and robust protein sequence
12// distance estimator, BMC Bioinformatics 2005, 6:108.
13
14extern int BLOSUM62[20][20];
15extern double BLOSUM62_Expected;
16
17static const double Dayhoff_CalibrationFactor = 1.3370;
18static const double JTT_CalibrationFactor = 1.2873;
19static const double MV_CalibrationFactor = 1.1775;
20static const double LARGE_D = 3.0;
21
22static double CalibrationFactor = JTT_CalibrationFactor;
23
24
25// Similarity score
26static double Sigma(const MSA &msa, unsigned SeqIndex1, unsigned SeqIndex2,
27  unsigned *ptrLength)
28        {
29        unsigned Length = 0;
30        double Score = 0;
31        const unsigned ColCount = msa.GetColCount();
32        for (unsigned ColIndex = 0; ColIndex < ColCount; ++ColIndex)
33                {
34                unsigned Letter1 = msa.GetLetterEx(SeqIndex1, ColIndex);
35                unsigned Letter2 = msa.GetLetterEx(SeqIndex2, ColIndex);
36                if (Letter1 >= 20 || Letter2 >= 20)
37                        continue;
38                ++Length;
39                Score += BLOSUM62[Letter1][Letter2];
40                }
41
42        *ptrLength = Length;
43        return Score;
44        }
45
46// Normalized score
47static double Sigma_N(const MSA &msa, unsigned SeqIndex1, unsigned SeqIndex2)
48        {
49        unsigned Length = UINT_MAX;
50        double Score = Sigma(msa, SeqIndex1, SeqIndex2, &Length);
51        double RandomScore = Length*BLOSUM62_Expected;
52        return Score - RandomScore;
53        }
54
55// Upper limit
56static double Sigma_U(const MSA &msa, unsigned SeqIndex1, unsigned SeqIndex2,
57  unsigned *ptrLength)
58        {
59        double Score11 = Sigma(msa, SeqIndex1, SeqIndex1, ptrLength);
60        double Score22 = Sigma(msa, SeqIndex2, SeqIndex2, ptrLength);
61        return (Score11 + Score22)/2;
62        }
63
64// Normalized upper limit
65static double Sigma_UN(const MSA &msa, unsigned SeqIndex1, unsigned SeqIndex2)
66        {
67        unsigned Length = UINT_MAX;
68        double Score = Sigma_U(msa, SeqIndex1, SeqIndex2, &Length);
69        double RandomScore = Length*BLOSUM62_Expected;
70        return Score - RandomScore;
71        }
72
73double GetScoreDist(const MSA &msa, unsigned SeqIndex1, unsigned SeqIndex2)
74        {
75        if (g_Alpha != ALPHA_Amino)
76                Quit("Scoredist is only for amino acid sequences");
77
78        double s_N = Sigma_N(msa, SeqIndex1, SeqIndex2);
79        double s_UN = Sigma_UN(msa, SeqIndex1, SeqIndex2);
80        double d = 0.0;
81        if (s_UN != 0)
82                {
83                double Ratio = s_N/s_UN;
84                if (Ratio < 0.001)
85                        d = LARGE_D;
86                else
87                        d =     -log(Ratio);
88                }
89        return d*CalibrationFactor;
90        }
91
92void DistPWScoreDist(const SeqVect &v, DistFunc &DF)
93        {
94        SEQWEIGHT SeqWeightSave = GetSeqWeightMethod();
95        SetSeqWeightMethod(SEQWEIGHT_Henikoff);
96
97        const unsigned uSeqCount = v.Length();
98        DF.SetCount(uSeqCount);
99
100        const unsigned uPairCount = (uSeqCount*(uSeqCount + 1))/2;
101        unsigned uCount = 0;
102        SetProgressDesc("PW ScoreDist");
103        for (unsigned uSeqIndex1 = 0; uSeqIndex1 < uSeqCount; ++uSeqIndex1)
104                {
105                const Seq &s1 = v.GetSeq(uSeqIndex1);
106                MSA msa1;
107                msa1.FromSeq(s1);
108                for (unsigned uSeqIndex2 = 0; uSeqIndex2 < uSeqIndex1; ++uSeqIndex2)
109                        {
110                        if (0 == uCount%20)
111                                Progress(uCount, uPairCount);
112                        ++uCount;
113                        const Seq &s2 = v.GetSeq(uSeqIndex2);
114                        MSA msa2;
115                        msa2.FromSeq(s2);
116               
117                        PWPath Path;
118                        MSA msaOut;
119                        AlignTwoMSAs(msa1, msa2, msaOut, Path, false, false);
120
121                        float d = (float) GetScoreDist(msaOut, 0, 1);
122                        DF.SetDist(uSeqIndex1, uSeqIndex2, d);
123                        }
124                }
125        ProgressStepsDone();
126
127        SetSeqWeightMethod(SeqWeightSave);
128        }
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.