Predicción Estructural Modelling

¿ Por que estudiar la estructura de las proteínas? Las proteínas juegan un papel funcional crucial en todos los procesos biológicos: Catálisis enzimática, mensajeros de señalización, procesos de regulación… La función depende de la estructura 3D. Facilidad en obtener la secuencia proteica, pero hay dificultad para determinar la estructura.

Protein Data Bank (PDB) > 100,000 estructuras proteicas Archivo texto.pdb: contiene las coordenadas para cada átomo del primer al ultimo residuo.

¿ Como determinar la estructura de una proteína? Experimentalmente se utilizan métodos proteomicos que faciliten el aislamiento, purificación y cristalización de proteínas, así como su análisis por métodos como: Difracción de rayos x (X-RAY) Resonancia magnética nuclear (NMR)

Predicción de la estructura 3D La estructura 3D de una proteína puede predecirse de acuerdo con tres métodos principales : Modelado por homología Enhebrado de proteínas (Threading) Métodos ab initio o de novo : Basado en principios físico/químicos (potenciales de interacción). Construye modelos proteicos desde cero, solo necesita estructura primaria, computacionalmente costosos y funciona bien para péptidos menores de 150 AA. Modelado Comparativo

Modelado por Homología Es un método que permite predecir la estructura 3D de una proteína deseada (Target) conociendo : Su secuencia aminoacidica (Estructura primaria) La estructura 3D de una homologa (Template) resuelta experimentalmente.

Threading Se contrasta la secuencia de AA de una estructura desconocida contra una base de datos de plegamientos. Predicción de modelos que no tienen estructuras 3D homologas

Bases de Datos para Modelado I-TASSER : SWISS-MODEL : The Protein Model Portal (PMP) : e e

Detecta las estructuras molde del PDB por la técnica de enhebrado (threading). Los modelos son construidos por reemsamblaje de fragmentos estructurales a partir de moldes.

C-score: valor de confianza para estimar la calidad de las predicciones. [-5 a 2], valores mayores significaran un modelo mas confiable. TM-score y RMSD: son medidas estándar para medir la similitud estructural entre dos estructuras. Son frecuentemente usadas para medir la precisión del modelo, cuando la estructura molde es conocida. RMSD cercano a 0 y TM-score > 0.5.

Docking Molecular Acoplamiento molecular es un método que predice la conformación preferida de una molécula, al estar unida a otra, con el fin de formar un complejo estable.

Permite conocer: Las conformaciones que el sustrato puede adquirir dentro del bolsillo de unión de la enzima. La energía libre de unión de los diferentes complejos que pueden formar la enzima y el sustrato. ∆G Baja energía (negativa) indica un sistema estable.

Software: AutoDock4 AutoDock Vina GOLD DOCK Online SwissDock

Ligando GTP Modelo GTPasa – SWISSMODEL Caja = Espacio de búsqueda conformacional