Classificação estrutural de famílias de proteínas com base em mas de contatos.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Raquel Cardoso de Melo
Data de Publicação: 2008
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/GRFO-7HAJYA
Resumo: O objetivo deste trabalho ´e verificar se ´e poss´ývel classificar estruturas de cadeiasproteicas utilizando apenas os dados das intera¸coes qu´ýmicas entre os seus res´ýduosde amino´acidos. Atrav´es de mapas de contatos gerados a partir de dados do STINGe a utiliza¸cao de tres diferentes m´etricas baseadas em t´ecnicas de processamento deimagens somos capazes de classificar tais estruturas em fam´ýlias de similar estrutura efun¸cao.Fizemos alguns ensaios de varia¸cao de atributos no intuito de encontrar poss´ýveiscomponentes de assinaturas estruturais de cada uma dessas fam´ýlias. Verificamos queexistem alguns tipos de contatos mais relevantes na discrimina¸cao das fam´ýlias (pontesde hidrogenio sem intermedia¸cao de mol´eculas de ´agua, contatos hidrof´obicos e liga¸coes´ýon-´ýon) e outros menos relevantes (pontes de hidrogenio intermediadas por mol´eculasde ´agua). Mostramos tamb´em que contatos entre res´ýduos muito pr´oximos na seq¨uencia(menos de 30 res´ýduos de distancia) nao sao muito ´uteis na classifica¸cao, sendo aparentementeru´ýdos nesse processo. Al´em disto, pelos resultados preliminares, nem s´o osres´ýduos que formam um grande n´umero de contatos sao importantes. Res´ýduos compoucos contatos aparentemente sao imprescind´ýveis na defini¸cao da fam´ýlia estrutural.Mostramos que uma das t´ecnicas de compara¸cao de mapas de contatos desenvolvidapode ser ´util, adicionalmente, no alinhamento de contatos. Atrav´es destes alinhamentospodemos, por exemplo, verificar as altera¸coes conservativas nos contatos de umaprote´ýna mutante em rela¸cao `a selvagem. Pode-se tamb´em, estudar comparativamenteuma mesma prote´ýna de diversas espe´ecies animais.Isto gerou ferramentas muito ´uteis na compara¸cao de prote´ýnas de uma mesmatopologia e diferentes esp´ecies e tamb´em no entendimento das varia¸coes de estabilidadede uma prote´ýna selvagem e seus mutantes.As t´ecnicas desenvolvidas parecem ser ´uteis tamb´em no estudo de padroes de intera¸coes entre diferentes cadeias proteicas. Em ensaios com serino-proteases e seusinibidores, os BPTIs, mostramos ser poss´ývel definir um padrao de contatos potencialmenteimportantes na complexa¸cao do inibidor `a protease.Alguns dos resultados deste trabalho foram implementados e estao dispon´ýveis naiferramenta STING (http://www.cbi.cnptia.embrapa.br/SMS/). Participamos da concep¸cao e implementa¸cao de tres diferentes m´odulos: PCD ((Protein Contacts Difference)),TopSiMap (Topology Similarity Map) e Topologs (um banco de dados deestruturas similares tomando-se como base apenas contatos).
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Verificamos queexistem alguns tipos de contatos mais relevantes na discrimina¸cao das fam´ýlias (pontesde hidrogenio sem intermedia¸cao de mol´eculas de ´agua, contatos hidrof´obicos e liga¸coes´ýon-´ýon) e outros menos relevantes (pontes de hidrogenio intermediadas por mol´eculasde ´agua). Mostramos tamb´em que contatos entre res´ýduos muito pr´oximos na seq¨uencia(menos de 30 res´ýduos de distancia) nao sao muito ´uteis na classifica¸cao, sendo aparentementeru´ýdos nesse processo. Al´em disto, pelos resultados preliminares, nem s´o osres´ýduos que formam um grande n´umero de contatos sao importantes. Res´ýduos compoucos contatos aparentemente sao imprescind´ýveis na defini¸cao da fam´ýlia estrutural.Mostramos que uma das t´ecnicas de compara¸cao de mapas de contatos desenvolvidapode ser ´util, adicionalmente, no alinhamento de contatos. Atrav´es destes alinhamentospodemos, por exemplo, verificar as altera¸coes conservativas nos contatos de umaprote´ýna mutante em rela¸cao `a selvagem. Pode-se tamb´em, estudar comparativamenteuma mesma prote´ýna de diversas espe´ecies animais.Isto gerou ferramentas muito ´uteis na compara¸cao de prote´ýnas de uma mesmatopologia e diferentes esp´ecies e tamb´em no entendimento das varia¸coes de estabilidadede uma prote´ýna selvagem e seus mutantes.As t´ecnicas desenvolvidas parecem ser ´uteis tamb´em no estudo de padroes de intera¸coes entre diferentes cadeias proteicas. Em ensaios com serino-proteases e seusinibidores, os BPTIs, mostramos ser poss´ývel definir um padrao de contatos potencialmenteimportantes na complexa¸cao do inibidor `a protease.Alguns dos resultados deste trabalho foram implementados e estao dispon´ýveis naiferramenta STING (http://www.cbi.cnptia.embrapa.br/SMS/). Participamos da concep¸cao e implementa¸cao de tres diferentes m´odulos: PCD ((Protein Contacts Difference)),TopSiMap (Topology Similarity Map) e Topologs (um banco de dados deestruturas similares tomando-se como base apenas contatos).The objective of this work was to verify if it is possible to classify protein chainstructures using only the chemical interactions between its residues. Through contactmaps and using three different metrics based on image processing techniques wehave showed that we are able to classify such structures in families of similar structureand function with precision up to 99%. We have performed some experiments with attributesvariation to find possible components of the structural signatures of each of thestudied protein families. We have verified that some types of interactions are more discriminatorthen others (they are hydrogen bonds without water molecules in the middleof residues, hydrophobic contacts and ion-ion linking) and that other are less discriminator(hydrogen bonds intermediated by water molecules). We also have showed thatcontacts between residues which are sequentially close (less than 30 residues of distance)are not very discriminator attributes for classification, apparently being noisesin the process. Moreover, for the preliminary results, the residues that form a greatnumber of contacts are not more important that the less connected ones as one shouldpreviously think. Residues with few contacts apparently are essential in the definitionof the structural signature of a family. We have showed that one of the techniques forcontact maps comparison can additionally be useful as an heuristic for the contact mapoverlap problem. It can be used to align contact maps and through these alignmentswe can, for example, study mutations in residues that does not affect the pattern ofcontacts. We can compare mutant and wild proteins and also, comparatively study aprotein of diverse animal species. Another important tested use of the technique is inthe discovery of a pattern of interactions between different protein chains in complexes.In assays with serine-proteases and its inhibitors, the BPTIs, we have showed that it ispossible to define a set of potentially important contacts in the binding and stabilizationof the complexes. Some of the results of this work had been implemented and areavailable, beyond this site, in the STING (http://www.cbi.cnptia.embrapa.br/SMS).We participate of the conception and implementation of three different modules: PCD(Protein Contacts Difference), TopSiMap (Topology Similarity Map) and Topologs (adata base of similar structures being overcome as base only contacts).Universidade Federal de Minas GeraisUFMGBioinformáticaProteínasClassificação Estrutural de ProteínasMapas de ContatosClassificação estrutural de famílias de proteínas com base em mas de contatos.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALtese.pdfapplication/pdf3010284https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/GRFO-7HAJYA/1/tese.pdf278597888842f728576bb5c02cb677a3MD51TEXTtese.pdf.txttese.pdf.txtExtracted texttext/plain180251https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/GRFO-7HAJYA/2/tese.pdf.txta8d008b9704dc626a5c7d1fb97490028MD521843/GRFO-7HAJYA2019-11-14 11:14:10.299oai:repositorio.ufmg.br:1843/GRFO-7HAJYARepositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T14:14:10Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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