Bioinformatics/bioinformatics/algorithms/scoring_functions.py at main · A-F-V/Bioinformatics · GitHub

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import math
blosum62_matrix = {
    ('W', 'F'): 1, ('L', 'R'): -2, ('S', 'P'): -1, ('V', 'T'): 0,
    ('Q', 'Q'): 5, ('N', 'A'): -2, ('Z', 'Y'): -2, ('W', 'R'): -3,
    ('Q', 'A'): -1, ('S', 'D'): 0, ('H', 'H'): 8, ('S', 'H'): -1,
    ('H', 'D'): -1, ('L', 'N'): -3, ('W', 'A'): -3, ('Y', 'M'): -1,
    ('G', 'R'): -2, ('Y', 'I'): -1, ('Y', 'E'): -2, ('B', 'Y'): -3,
    ('Y', 'A'): -2, ('V', 'D'): -3, ('B', 'S'): 0, ('Y', 'Y'): 7,
    ('G', 'N'): 0, ('E', 'C'): -4, ('Y', 'Q'): -1, ('Z', 'Z'): 4,
    ('V', 'A'): 0, ('C', 'C'): 9, ('M', 'R'): -1, ('V', 'E'): -2,
    ('T', 'N'): 0, ('P', 'P'): 7, ('V', 'I'): 3, ('V', 'S'): -2,
    ('Z', 'P'): -1, ('V', 'M'): 1, ('T', 'F'): -2, ('V', 'Q'): -2,
    ('K', 'K'): 5, ('P', 'D'): -1, ('I', 'H'): -3, ('I', 'D'): -3,
    ('T', 'R'): -1, ('P', 'L'): -3, ('K', 'G'): -2, ('M', 'N'): -2,
    ('P', 'H'): -2, ('F', 'Q'): -3, ('Z', 'G'): -2, ('X', 'L'): -1,
    ('T', 'M'): -1, ('Z', 'C'): -3, ('X', 'H'): -1, ('D', 'R'): -2,
    ('B', 'W'): -4, ('X', 'D'): -1, ('Z', 'K'): 1, ('F', 'A'): -2,
    ('Z', 'W'): -3, ('F', 'E'): -3, ('D', 'N'): 1, ('B', 'K'): 0,
    ('X', 'X'): -1, ('F', 'I'): 0, ('B', 'G'): -1, ('X', 'T'): 0,
    ('F', 'M'): 0, ('B', 'C'): -3, ('Z', 'I'): -3, ('Z', 'V'): -2,
    ('S', 'S'): 4, ('L', 'Q'): -2, ('W', 'E'): -3, ('Q', 'R'): 1,
    ('N', 'N'): 6, ('W', 'M'): -1, ('Q', 'C'): -3, ('W', 'I'): -3,
    ('S', 'C'): -1, ('L', 'A'): -1, ('S', 'G'): 0, ('L', 'E'): -3,
    ('W', 'Q'): -2, ('H', 'G'): -2, ('S', 'K'): 0, ('Q', 'N'): 0,
    ('N', 'R'): 0, ('H', 'C'): -3, ('Y', 'N'): -2, ('G', 'Q'): -2,
    ('Y', 'F'): 3, ('C', 'A'): 0, ('V', 'L'): 1, ('G', 'E'): -2,
    ('G', 'A'): 0, ('K', 'R'): 2, ('E', 'D'): 2, ('Y', 'R'): -2,
    ('M', 'Q'): 0, ('T', 'I'): -1, ('C', 'D'): -3, ('V', 'F'): -1,
    ('T', 'A'): 0, ('T', 'P'): -1, ('B', 'P'): -2, ('T', 'E'): -1,
    ('V', 'N'): -3, ('P', 'G'): -2, ('M', 'A'): -1, ('K', 'H'): -1,
    ('V', 'R'): -3, ('P', 'C'): -3, ('M', 'E'): -2, ('K', 'L'): -2,
    ('V', 'V'): 4, ('M', 'I'): 1, ('T', 'Q'): -1, ('I', 'G'): -4,
    ('P', 'K'): -1, ('M', 'M'): 5, ('K', 'D'): -1, ('I', 'C'): -1,
    ('Z', 'D'): 1, ('F', 'R'): -3, ('X', 'K'): -1, ('Q', 'D'): 0,
    ('X', 'G'): -1, ('Z', 'L'): -3, ('X', 'C'): -2, ('Z', 'H'): 0,
    ('B', 'L'): -4, ('B', 'H'): 0, ('F', 'F'): 6, ('X', 'W'): -2,
    ('B', 'D'): 4, ('D', 'A'): -2, ('S', 'L'): -2, ('X', 'S'): 0,
    ('F', 'N'): -3, ('S', 'R'): -1, ('W', 'D'): -4, ('V', 'Y'): -1,
    ('W', 'L'): -2, ('H', 'R'): 0, ('W', 'H'): -2, ('H', 'N'): 1,
    ('W', 'T'): -2, ('T', 'T'): 5, ('S', 'F'): -2, ('W', 'P'): -4,
    ('L', 'D'): -4, ('B', 'I'): -3, ('L', 'H'): -3, ('S', 'N'): 1,
    ('B', 'T'): -1, ('L', 'L'): 4, ('Y', 'K'): -2, ('E', 'Q'): 2,
    ('Y', 'G'): -3, ('Z', 'S'): 0, ('Y', 'C'): -2, ('G', 'D'): -1,
    ('B', 'V'): -3, ('E', 'A'): -1, ('Y', 'W'): 2, ('E', 'E'): 5,
    ('Y', 'S'): -2, ('C', 'N'): -3, ('V', 'C'): -1, ('T', 'H'): -2,
    ('P', 'R'): -2, ('V', 'G'): -3, ('T', 'L'): -1, ('V', 'K'): -2,
    ('K', 'Q'): 1, ('R', 'A'): -1, ('I', 'R'): -3, ('T', 'D'): -1,
    ('P', 'F'): -4, ('I', 'N'): -3, ('K', 'I'): -3, ('M', 'D'): -3,
    ('V', 'W'): -3, ('W', 'W'): 11, ('M', 'H'): -2, ('P', 'N'): -2,
    ('K', 'A'): -1, ('M', 'L'): 2, ('K', 'E'): 1, ('Z', 'E'): 4,
    ('X', 'N'): -1, ('Z', 'A'): -1, ('Z', 'M'): -1, ('X', 'F'): -1,
    ('K', 'C'): -3, ('B', 'Q'): 0, ('X', 'B'): -1, ('B', 'M'): -3,
    ('F', 'C'): -2, ('Z', 'Q'): 3, ('X', 'Z'): -1, ('F', 'G'): -3,
    ('B', 'E'): 1, ('X', 'V'): -1, ('F', 'K'): -3, ('B', 'A'): -2,
    ('X', 'R'): -1, ('D', 'D'): 6, ('W', 'G'): -2, ('Z', 'F'): -3,
    ('S', 'Q'): 0, ('W', 'C'): -2, ('W', 'K'): -3, ('H', 'Q'): 0,
    ('L', 'C'): -1, ('W', 'N'): -4, ('S', 'A'): 1, ('L', 'G'): -4,
    ('W', 'S'): -3, ('S', 'E'): 0, ('H', 'E'): 0, ('S', 'I'): -2,
    ('H', 'A'): -2, ('S', 'M'): -1, ('Y', 'L'): -1, ('Y', 'H'): 2,
    ('Y', 'D'): -3, ('E', 'R'): 0, ('X', 'P'): -2, ('G', 'G'): 6,
    ('G', 'C'): -3, ('E', 'N'): 0, ('Y', 'T'): -2, ('Y', 'P'): -3,
    ('T', 'K'): -1, ('A', 'A'): 4, ('P', 'Q'): -1, ('T', 'C'): -1,
    ('V', 'H'): -3, ('T', 'G'): -2, ('I', 'Q'): -3, ('Z', 'T'): -1,
    ('C', 'R'): -3, ('V', 'P'): -2, ('P', 'E'): -1, ('M', 'C'): -1,
    ('K', 'N'): 0, ('I', 'I'): 4, ('P', 'A'): -1, ('M', 'G'): -3,
    ('T', 'S'): 1, ('I', 'E'): -3, ('P', 'M'): -2, ('M', 'K'): -1,
    ('I', 'A'): -1, ('P', 'I'): -3, ('R', 'R'): 5, ('X', 'M'): -1,
    ('L', 'I'): 2, ('X', 'I'): -1, ('Z', 'B'): 1, ('X', 'E'): -1,
    ('Z', 'N'): 0, ('X', 'A'): 0, ('B', 'R'): -1, ('B', 'N'): 3,
    ('F', 'D'): -3, ('X', 'Y'): -1, ('Z', 'R'): 0, ('F', 'H'): -1,
    ('B', 'F'): -3, ('F', 'L'): 0, ('X', 'Q'): -1, ('B', 'B'): 4
}

PAM250_matrix = {'A': {'A': 2, 'R': -2, 'N': 0, 'D': 0, 'C': -2, 'Q': 0, 'E': 0, 'G': 1, 'H': -1, 'I': -1, 'L': -2, 'K': -1, 'M': -1, 'F': -3, 'P': 1, 'S': 1, 'T': 1, 'W': -6, 'Y': -3, 'V': 0, 'B': 2, 'Z': 1},
          'R': {'A': -2, 'R': 6, 'N': 0, 'D': -1, 'C': -4, 'Q': 1, 'E': -1, 'G': -3, 'H': 2, 'I': -2, 'L': -3, 'K': 3, 'M': 0, 'F': -4, 'P': 0, 'S': 0, 'T': -1, 'W': 2, 'Y': -4, 'V': -2, 'B': 1, 'Z': 2},
          'N': {'A': 0, 'R': 0, 'N': 2, 'D': 2, 'C': -4, 'Q': 1, 'E': 1, 'G': 0, 'H': 2, 'I': -2, 'L': -3, 'K': 1, 'M': -2, 'F': -3, 'P': 0, 'S': 1, 'T': 0, 'W': -4, 'Y': -2, 'V': -2, 'B': 4, 'Z': 3},
          'D': {'A': 0, 'R': -1, 'N': 2, 'D': 4, 'C': -5, 'Q': 2, 'E': 3, 'G': 1, 'H': 1, 'I': -2, 'L': -4, 'K': 0, 'M': -3, 'F': -6, 'P': -1, 'S': 0, 'T': 0, 'W': -7, 'Y': -4, 'V': -2, 'B': 15, 'Z': 4},
          'C': {'A': -2, 'R': -4, 'N': -4, 'D': -5, 'C': 12, 'Q': -5, 'E': -5, 'G': -3, 'H': -3, 'I': -2, 'L': -6, 'K': -5, 'M': -5, 'F': -4, 'P': -3, 'S': 0, 'T': -2, 'W': -8, 'Y': 0, 'V': -2, 'B': -3, 'Z': -4},
          'Q': {'A': 0, 'R': 1, 'N': 1, 'D': 2, 'C': -5, 'Q': 4, 'E': 2, 'G': -1, 'H': 3, 'I': -2, 'L': -2, 'K': 1, 'M': -1, 'F': -5, 'P': 0, 'S': -1, 'T': -1, 'W': -5, 'Y': -4, 'V': -2, 'B': 3, 'Z': 5},
          'E': {'A': 0, 'R': -1, 'N': 1, 'D': 3, 'C': -5, 'Q': 2, 'E': 4, 'G': 0, 'H': 1, 'I': -2, 'L': -3, 'K': 0, 'M': -2, 'F': -5, 'P': -1, 'S': 0, 'T': 0, 'W': -7, 'Y': -4, 'V': -2, 'B': 4, 'Z': 5},
          'G': {'A': 1, 'R': -3, 'N': 0, 'D': 1, 'C': -3, 'Q': -1, 'E': 0, 'G': 5, 'H': -2, 'I': -3, 'L': -4, 'K': -2, 'M': -3, 'F': -5, 'P': 0, 'S': 1, 'T': 0, 'W': -7, 'Y': -5, 'V': -1, 'B': 2, 'Z': 1},
          'H': {'A': -1, 'R': 2, 'N': 2, 'D': 1, 'C': -3, 'Q': 3, 'E': 1, 'G': -2, 'H': 6, 'I': -2, 'L': -2, 'K': 0, 'M': -2, 'F': -2, 'P': 0, 'S': -1, 'T': -1, 'W': -3, 'Y': 0, 'V': -2, 'B': 3, 'Z': 3},
          'I': {'A': -1, 'R': -2, 'N': -2, 'D': -2, 'C': -2, 'Q': -2, 'E': -2, 'G': -3, 'H': -2, 'I': 5, 'L': 2, 'K': -2, 'M': 2, 'F': 1, 'P': -2, 'S': -1, 'T': 0, 'W': -5, 'Y': -1, 'V': 4, 'B': -1, 'Z': -1},
          'L': {'A': -2, 'R': -3, 'N': -3, 'D': -4, 'C': -6, 'Q': -2, 'E': -3, 'G': -4, 'H': -2, 'I': 2, 'L': 6, 'K': -3, 'M': 4, 'F': 2, 'P': -3, 'S': -3, 'T': -2, 'W': -2, 'Y': -1, 'V': 2, 'B': -2, 'Z': -1},
          'K': {'A': -1, 'R': 3, 'N': 1, 'D': 0, 'C': -5, 'Q': 1, 'E': 0, 'G': -2, 'H': 0, 'I': -2, 'L': -3, 'K': 5, 'M': 0, 'F': -5, 'P': -1, 'S': 0, 'T': 0, 'W': -3, 'Y': -4, 'V': -2, 'B': 2, 'Z': 2},
          'M': {'A': -1, 'R': 0, 'N': -2, 'D': -3, 'C': -5, 'Q': -1, 'E': -2, 'G': -3, 'H': -2, 'I': 2, 'L': 4, 'K': 0, 'M': 6, 'F': 0, 'P': -2, 'S': -2, 'T': -1, 'W': -4, 'Y': -2, 'V': 2, 'B': -1, 'Z': 0},
          'F': {'A': -3, 'R': -4, 'N': -3, 'D': -6, 'C': -4, 'Q': -5, 'E': -5, 'G': -5, 'H': -2, 'I': 1, 'L': 2, 'K': -5, 'M': 0, 'F': 9, 'P': -5, 'S': -3, 'T': -3, 'W': 0, 'Y': 7, 'V': -1, 'B': -3, 'Z': -4},
          'P': {'A': 1, 'R': 0, 'N': 0, 'D': -1, 'C': -3, 'Q': 0, 'E': -1, 'G': 0, 'H': 0, 'I': -2, 'L': -3, 'K': -1, 'M': -2, 'F': -5, 'P': 6, 'S': 1, 'T': 0, 'W': -6, 'Y': -5, 'V': -1, 'B': 1, 'Z': 1},
          'S': {'A': 1, 'R': 0, 'N': 1, 'D': 0, 'C': 0, 'Q': -1, 'E': 0, 'G': 1, 'H': -1, 'I': -1, 'L': -3, 'K': 0, 'M': -2, 'F': -3, 'P': 1, 'S': 2, 'T': 1, 'W': -2, 'Y': -3, 'V': -1, 'B': 2, 'Z': 1},
          'T': {'A': 1, 'R': -1, 'N': 0, 'D': 0, 'C': -2, 'Q': -1, 'E': 0, 'G': 0, 'H': -1, 'I': 0, 'L': -2, 'K': 0, 'M': -1, 'F': -3, 'P': 0, 'S': 1, 'T': 3, 'W': -5, 'Y': -3, 'V': 0, 'B': 2, 'Z': 1},
          'W': {'A': -6, 'R': 2, 'N': -4, 'D': -7, 'C': -8, 'Q': -5, 'E': -7, 'G': -7, 'H': -3, 'I': -5, 'L': -2, 'K': -3, 'M': -4, 'F': 0, 'P': -6, 'S': -2, 'T': -5, 'W': 17, 'Y': 0, 'V': -6, 'B': -4, 'Z': -4},
          'Y': {'A': -3, 'R': -4, 'N': -2, 'D': -4, 'C': 0, 'Q': -4, 'E': -4, 'G': -5, 'H': 0, 'I': -1, 'L': -1, 'K': -4, 'M': -2, 'F': 7, 'P': -5, 'S': -3, 'T': -3, 'W': 0, 'Y': 10, 'V': -2, 'B': -2, 'Z': -3},
          'V': {'A': 0, 'R': -2, 'N': -2, 'D': -2, 'C': -2, 'Q': -2, 'E': -2, 'G': -1, 'H': -2, 'I': 4, 'L': 2, 'K': -2, 'M': 2, 'F': -1, 'P': -1, 'S': -1, 'T': 0, 'W': -6, 'Y': -2, 'V': 4, 'B': 0, 'Z': 0},
          'B': {'A': 2, 'R': 1, 'N': 4, 'D': 5, 'C': -3, 'Q': 3, 'E': 4, 'G': 2, 'H': 3, 'I': -1, 'L': -2, 'K': 2, 'M': -1, 'F': -3, 'P': 1, 'S': 2, 'T': 2, 'W': -4, 'Y': -2, 'V': 0, 'B': 6, 'Z': 5},
          'Z': {'A': 1, 'R': 2, 'N': 3, 'D': 4, 'C': -4, 'Q': 5, 'E': 5, 'G': 1, 'H': 3, 'I': -1, 'L': -1, 'K': 2, 'M': 0, 'F': -4, 'P': 1, 'S': 1, 'T': 1, 'W': -4, 'Y': -3, 'V': 0, 'B': 5, 'Z': 6}}

Blosum62 = lambda x,y:(blosum62_matrix[(x,y)] if (x,y) in blosum62_matrix else blosum62_matrix[(y,x)])

PAM250 = lambda x,y:PAM250_matrix[(x,y)]

LCS = lambda x,y:1 if x==y else -(math.inf)
EditDistance = lambda x,y: 0 if x==y else -1