Identificação e caracterização computacional de proteínas do tipo IUP no proteoma predito de Schistosoma mansoni
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Data de Publicação: | 2010 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA) |
Texto Completo: | https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/34529 |
Resumo: | A relação entre estrutura e função protéica é um dos conceitos mais bem estabelecidos da biologia molecular. O acúmulo de evidências experimentais, cujos primeiros trabalhos datam de 1890, suportam essa hipótese com grande embasamento científico. Apesar da existência de evidências de mais de um século de estudos, somente no inicio da década de 90 começaram a surgir trabalhos mostrando de forma conclusiva a existência de proteínas funcionalmente ativas, mas incapazes de manter uma conformação estável em condições fisiológicas. Tais proteínas, hoje conhecidas como IUPs (do inglês Intrinsically Unstructured Proteins) estão envolvidas em importantes processos de saúde e doenças, tais como o câncer e diversos processos de interação parasito/hospedeiro. A presente dissertação tem como proposta o estabelecimento de um pipeline computacional visando à avaliação dos diferentes algoritmos de predição de desordem estrutural, seu desempenho e a posterior aplicação dessa ferramenta no estudo in silico do conteúdo de IUPs presentes no proteoma predito de Schistosoma mansoni. Complementarmente, foi desenhado um banco de dados MySQL capaz de albergar toda a informação de desordem estrutural juntamente com diferentes dados de caracterização das IUPs para S. mansoni. Foram analisados um total de 10.417 proteínas, 7.373 predições de desordem estrutural, mais de 24.600 predições de características estruturais e funcionais, desenvolvidos 21 scripts, e todas essas predições e scripts desenvolvidos foram integrados em um pipeline totalmente automático e inédito para análise de desordem estrutural. Nossas análises de sensibilidade e especificidade implementadas pela análise de gráficos ROC e pela integração de resultados utilizando bancos de dados relacionais indicam que a predição integrativa (consenso de quatro diferentes metodologias de predição) de desordem estrutural apresenta um ganho de 40% na correta identificação de regiões desordenadas se comparada às predições de cada metodologia individualmente. Aproximadamente 5,5% das regiões desordenadas identificadas tiveram suas coordenadas limítrofes ajustadas após comparação com as coordenadas de domínios conservados. Nossos resultados indicam que aproximadamente 33,6% do proteoma predito de S. mansoni apresenta desordem estrutural. Destas, 2% apresentam domínios transmembrana e 7% apresentam peptídeo sinal. A comparação do perfil funcional das IUPs com as proteínas globulares de S. mansoni demonstra uma maior proporção de IUPs envolvidas em processos de regulação celular e componentes extracelulares. |
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Torrieri, RaulRuiz, Jeronimo ConceiçãoBrito, Cristiana Ferreira Alves deWard, Richard JohnRuiz, Jeronimo Conceição2019-07-31T13:54:38Z2019-07-31T13:54:38Z2010TORRIERI, Raul. Identificação e caracterização computacional de proteínas do tipo IUP no proteoma predito de Schistosoma mansoni. 2010. 116 f. Dissertação (Mestrado em Ciências)-Centro de Pesquisas René Rachou, Fundação Oswaldo Cruz, Belo Horizonte, 2010.https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/34529A relação entre estrutura e função protéica é um dos conceitos mais bem estabelecidos da biologia molecular. O acúmulo de evidências experimentais, cujos primeiros trabalhos datam de 1890, suportam essa hipótese com grande embasamento científico. Apesar da existência de evidências de mais de um século de estudos, somente no inicio da década de 90 começaram a surgir trabalhos mostrando de forma conclusiva a existência de proteínas funcionalmente ativas, mas incapazes de manter uma conformação estável em condições fisiológicas. Tais proteínas, hoje conhecidas como IUPs (do inglês Intrinsically Unstructured Proteins) estão envolvidas em importantes processos de saúde e doenças, tais como o câncer e diversos processos de interação parasito/hospedeiro. A presente dissertação tem como proposta o estabelecimento de um pipeline computacional visando à avaliação dos diferentes algoritmos de predição de desordem estrutural, seu desempenho e a posterior aplicação dessa ferramenta no estudo in silico do conteúdo de IUPs presentes no proteoma predito de Schistosoma mansoni. Complementarmente, foi desenhado um banco de dados MySQL capaz de albergar toda a informação de desordem estrutural juntamente com diferentes dados de caracterização das IUPs para S. mansoni. 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Nossos resultados indicam que aproximadamente 33,6% do proteoma predito de S. mansoni apresenta desordem estrutural. Destas, 2% apresentam domínios transmembrana e 7% apresentam peptídeo sinal. A comparação do perfil funcional das IUPs com as proteínas globulares de S. mansoni demonstra uma maior proporção de IUPs envolvidas em processos de regulação celular e componentes extracelulares.The relationship between protein structure and function is one of the more well-established concepts of molecular biology. The accumulation of experimental evidence, dating from 1890, put this hypothesis on a strong scientific base. Despite the evidence of more than half a century of studies, only in the early 90's began to surface studies showing conclusively the existence of functionally active proteins, but unable to maintain a stable conformation under physiological conditions. These proteins, today known as IUPs (Intrinsically Unstructured Proteins) are involved in important processes in health and diseases such as cancer and various processes of host and parasite interaction. This work is a proposal to establish a computational pipeline in order to evaluate different algorithms for prediction of structural disorder, their performance and the posterior application of this tool in the in silico study of the content of IUPs present in the S. mansoni predicted proteome. In addition, a MySQL database was developed to store all the information of structural disorder together with different data of IUPs characterization for S. mansoni. We analyzed a total of 10,417 proteins, 7,373 predictions of structural disorder, more than 24,600 predictions of structural and functional characteristics, developed 21 scripts, and all these predictions and scripts were integrated in an original and totally automatic pipeline for analysis of structural disorder. Our analysis of sensitivity and specificity implemented by the analysis of ROC graphics and by the integration of results using relational databases, indicate that the integrative prediction (consensus of four different methods of prediction) of structural disorder shows an increase of 50% in correctly identifying disordered regions compared to the predictions of each single method. Approximately 5.5% of identified disordered regions had their boundaries coordinates adjusted after comparison with conserved domain coordinates. Our results indicate that approximately 33.6% of the predicted proteome of S. mansoni presents structural disorder. 2% of these, have at least one transmembrane domain and 7% had signal peptide. The comparison of functional profile of IUPs with globular proteins of S. mansoni shows the biggest proportion of IUPs are involved in process of cellular regulation and extracellular components.Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisa Rene Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.porEsquistossomose mansoniProteomaBiologia ComputacionalEsquistossomose mansoniSchistosoma mansoniProteomaBiologia ComputacionalIdentificação e caracterização computacional de proteínas do tipo IUP no proteoma predito de Schistosoma mansoniCaracterization and identification proteins of computational of the type IUP in predicted proteoma of the Schistosoma mansoniinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis2010Fundação Oswaldo Cruz. Centro de Pesquisas René Rachou. Belo Horizonte, MG, BrasilMestrado AcadêmicoBelo Horizonte/MGPrograma de Pós-Graduação em Ciências da Saúdeinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)instname:Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)instacron:FIOCRUZLICENSElicense.txttext/plain1748https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/34529/1/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD51ORIGINALraul.pdfapplication/pdf2198774https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/34529/2/raul.pdfd39ccdbe5e7b0f2da30374cde4961751MD52TEXTraul.pdf.txtraul.pdf.txtExtracted texttext/plain243498https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/34529/3/raul.pdf.txt10988ddfd852c21a2e972406f8922fc0MD53icict/345292019-09-09 12:17:38.475oai:www.arca.fiocruz.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://www.arca.fiocruz.br/oai/requestrepositorio.arca@fiocruz.bropendoar:21352019-09-09T15:17:38Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA) - Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)false |
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