A influência da escolha do mapa no estudo do enovelamento de proteínas utilização do modelos baseados em estrutura
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Data
2023-08-04
Autores
Orientador
Oliveira, Leandro Cristante de
Coorientador
Pós-graduação
Biofísica Molecular - IBILCE
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
Uma das formas de estudar o enovelamento proteico é utilizando o Modelo Baseado em Estrutura (do inglês: Structure Based Model, SBM). Sua energia potencial é determinada pelas propriedades geométricas de uma dada estrutura nativa e um mapa que define os contatos nativos. Esses mapas de contato nativo são responsáveis pela representação das interações de resı́duos ij que estabelecem interações atrativas, estabilizando o estado nativo e fornecendo interações de curto alcance. Para tanto, foram estudados três mapas de contato com amplo emprego na literatura: o mapa de corte para átomos pesados (do Inglês: Heavy Atom Cut-Offs, CO), o Mapa de Contatos de Sombra (do inglês: Shadow Contacts Map, SCM), o mapa de Contatos Estruturais (do inglês: Contact of Structural Units, CSU) e adaptamos o Frustratômetro (do inglês: Frustratometer, Frt) a fim de obter um quarto mapa. Realizou-se, então, a aplicação desses, para três proteínas diferentes, a Inibidor de quimotripsina 2 (PDB id: 2ci2) uma proteína com enovelamento robusta e característico para testes computacionais. A Barnase (PDB id: 1bnr) que contém um processo de enovelamento constituído de um estado intermediário, e o domínio SH3 (PDB id: 1 FMK) que possui um caminho de enovelamento determinado experimentalmente. Como resultados, temos que o SBM demonstra robustez com a troca de mapa de contato. Analisando unicamente pela coordenada de reação Q como comumente encontrado na literatura, temos que somente o mapa de CSU consegue capturar o estado intermediário presente na curva de energia livre para a proteína Barnase e o caminho de formação demonstrado experimentalmente para o domínio SH3. Porém utilizando diferentes coordenadas de reação nenhum dos mapas atesta o estado intermediário previsto para a Barnase, indicando que para a simplificação SBM-C alpha, ocorrem perdas significativas de informação. Então, a partir deste verificamos que os mapas de contato devem introduzir a heterogeneidade entre os resíduos de aminoácidos e interações de mais longa distância como demonstrado pelo mapa do CSU, de forma a corrigir perdas de informações causadas pela simplificação do modelo.
Resumo (inglês)
One way of studying protein folding is using the Structure Based Model (SBM). Its potential energy is determined by the geometric properties of a given native structure and a map that defines the native contacts. These contact maps are responsible for representing the interactions of ij residues that establish attractive interactions, stabilizing the native state and providing short-range interactions. For this purpose, three contact maps widely used in the literature were studied: the Heavy Atom Cut-Offs (CO), the Shadow Contacts Map (SCM), the Contact of Structural Units (CSU) map and we adapted the Frustratometer (Frt) in order to obtain a fourth map. These were then applied to three different proteins, the Chymotrypsin 2 Inhibitor (PDB id: 2ci2), a robust and characteristic protein for computational tests. The Barnase (PDB id: 1bnr) which contains a folding process consisting of an intermediate state, and the SH3 domain (PDB id: 1 FMK) which has an experimentally determined folding path. As a result, we have that the SBM demonstrates robustness with the exchange of contact maps. Analyzing only by the Q reaction coordinate as commonly found in the literature, we have that only the CSU map manages to capture the intermediate state present in the free energy curve for the Barnase protein and the experimentally demonstrated formation path for the SH3 domain. However, using different reaction coordinates, they demonstrated that none of the maps attests to the intermediate state predicted for Barnase, indicating that for simplification with only alpha carbons, significant losses of information occur, so that the contact map should bring heterogeneity to the SBMs, to be able to correct these losses of information.
Descrição
Palavras-chave
Mapa de corte para átomos pesados , Mapa de contato de sombra , Mapa de contato por unidades estruturais , Frustratrômetro , Modelo baseado em estrutura , Enovelamento de proteínas , Heavy atom cut-offs , Shadow contacts map , Contact of structural units , Frustratrometer , Structure based model , Protein folding
Idioma
Português