Bibliotecas de fragmentos para a predição de estruturas de proteinas

• Autor(a) principal: Oliveira, Raphael Trevizani Roque de
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do LNCC
• Texto Completo: https://tede.lncc.br/handle/tede/149
• topic: Biologia molecular - Simulação (Computadores); Computer simulation; Molecular biology; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA : CIENCIA DA COMPUTACAO; CIÊNCIAS BIOLÓGICAS : BIOQUÍMICA

Bibliotecas de fragmentos são utilizadas para aumentar a acurácia da predição de estruturas de proteínas, pois além de diminuírem os graus de liberdade envolvidos no problema permitem o uso de informação empírica para prever a conformação local de uma determinada região da seqüência alvo. Limitações para a geração de modelos com estruturas próximas a nativa utilizando modelagem por fragmentos estão relacionadas com a qualidade, diversidade e tamanho da biblioteca. Este trabalho teve como objetivo verificar diferentes aspectos de bibliotecas de fragmentos na reprodução de estruturas nativas de proteínas por meio da combinação de diferentes abordagens. Foram geradas e analisadas bibliotecas com diferentes características, tais como: uso acoplado de predição de estruturas secundárias, tamanho da seqüência do fragmento, uso de agrupamento estrutural para redução do espaço de busca e inclusão de distintos níveis de identidade entre a seqüência alvo e as proteínas do banco de estruturas. Cada biblioteca testada foi composta por fragmentos extraídos de proteínas que não possuíam mais de 20% de similaridade de seqüência com seqüência -alvo. Para a avaliação da capacidade de reproduzir a estrutura nativa, foi desenvolvido um algoritmo para selecionar e inserir os fragmentos em diferentes posições da seqüência -alvo. Foi utilizado um conjunto-teste composto por proteínas de diferentes tamanhos e classes (principalmente-_, principalmente-_ e _ + _) para avaliar o desempenho de cada abordagem. Os principais resultados deste trabalho: (i) resultados consistentemente mais próximos da estrutura nativa foram obtidos quando misturadas bibliotecas de tamanhos de fragmentos diferentes (i.e., 3, 6, e 9); (ii) verificou-se a grande importância do uso de fragmentos maiores na primeira etapa do algoritmo de otimização utilizando bibliotecas mistas; (iii) os resultados obtidos a partir de bibliotecas construídas utilizando-se apenas a similaridade de seqüência foram equivalentes na média, e até mesmo melhores em alguns casos, do que aqueles obtidos com bibliotecas construídas utilizando a predição de estruturas secundárias; (iv) o uso de agrupamento estrutural de fragmentos levou a redução do espaço de busca, mas acarretou uma perda na qualidade dos modelos gerados; (v) o uso de predição de estrutura secundária implica em uma diminuição da diversidade de estruturas da biblioteca, e pode ou não ser benéfica de acordo com a qualidade do resultado da predição. Os resultados deste trabalho apontam para caminhos importantes na utilização de bibliotecas de fragmentos em programas de predição de estruturas de proteínas.