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Tipo: Tese
Título: Mapeamento de correspondências hidrofóbicas em complexos serino peptidases e inibidores proteicos através da varredura de agrupamento espectral
Autor(es): Nilma Rodrigues Alves
primer Tutor: Carlos Henrique da Silveira
Resumen: Na formação de complexos proteína-proteína, as interações hidrofóbicas desempenham um papel importante no reconhecimento molecular. Neste trabalho, foram analisadas as correspondências hidrofóbicas entre superfícies de serino peptidases e seus inibidores protéicos. Cada patch hidrofóbico foi determinado em nível atômico como sendo constituído de átomos previamente classificados como apolares e polares, e organizados em uma rede de contatos por meio de grafos. Tanto o mapeamento das interfaces quanto os pesos das interações entre átomos das peptidases com respectivos inibidores foram definidos pela metodologia Silveira-Romanelli (SR) com base nas áreas de contatos. Para a identificaação das correspondências, foi aplicado o agrupamento espectral utilizando matrizes Laplacianas normalizadas, representativas de 36 complexos não-redundantes de enzimas do tipo tripsina e tipo subtilisina, e respectivos inibidores, filtrados do PDB, com informações do MEROPS e PFAM. Por meio de uma varredura realizada variando-se o número de agrupamentos e considerando-se o coeficiente de silhueta como medida de qualidade dos mesmos, foi possível chegar a um modelo geral, onde cada complexo apresenta de 2 a 6 regiões hidrofóbicas complementares entre enzima-inibidor. Essa hidrofobicidade inerente a todas as regiões ajudaria a explicar o sucesso do trabalho pioneiro de SCHECHTER & BERGER - 1967, em usar polialaninas (um peptídeo todo hidrofóbico) como sondas para os primeiros mapeamentos das interfaces em peptidases. Nos 36 complexos analisados, as regiões também parecem formar uma superestrutura anelar ou semianelar hidrofóbica, algo semelhante aos O-rings identificados por BORGAN & THORN - 1998, eu seu clássico artigo sobre a organização de hot spots em interfaces proteína-proteína. Essa superestrutura anelar hidrofóbica em enzimas poderia ter efeitos sobre as águas de solvatação, de modo a interferir no padrão das flutuações de densidade local do solvente, algo que CHANDLER - 2005 e outros autores vêm demonstrando ser fundamental para as complexações proteína-proteína.
Abstract: In the formation of protein-protein complexes, hydrophobic interactions play an important role in molecular recognition. In this study, the hydrophobic correspondences between serine peptidases surfaces and their protein inhibitors were analyzed. Each hy- drophobic patch was determined at atomic level featuring atoms previously classified as polar and non-polar, and organized in a graph contact network. Both the mapping of the interfaces and the weight of the interactions between peptidase atoms with their respec- tive inhibitors were set by the Silveira-Romanelli (SR) methodology, based on the areas of contacts. In order to identify correspondences, the spectral clustering using normalized Laplacian matrices was applied. These matrices represented 36 non-redundant complexes of trypsin-like and subtilisin-like enzymes and their respective inhibitors, PDB filtered, with information from MEROPS and PFAM. By means of a sweep carried out altering the number of clustering and considering the silhouette coefficient as a measure of their quality, it was possible to reach a general model, in which each complex shows from 2 to 6 complementary hydrophobic regions between enzyme-inhibitor. Such hydrophobi- city inherent to all regions could help explain the success of SCHECHTER & BERGER - 1967’s pioneering work, which used polyalanines (an entirely hydrophobic peptide) as probes for the first mappings of the interfaces in peptidases. In the 36 analyzed com- plexes, the regions also seem to form a hydrophobic ring or semi-annular superstructure, resembling the O-rings identified by BORGAN & THORN - 1998, in their classic paper on the organization of hot spots in protein-protein interfaces. This hydrophobic ring- like superstructure in enzymes might affect solvation water, interfering with the pattern of fluctuation of the solvent local density, a fundamental aspect for the protein-protein complexes, as shown by CHANDLER - 2005 and other authors.
Asunto: Bioinformática
Interações Hidrofóbicas e Hidrofílicas
Inibidores da Tripsina
Subtilisina
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución: UFMG
Departamento: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
Curso: Programa de Pós-Graduação em Bioinformatica
Tipo de acceso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/65093
Fecha del documento: 29-oct-2015
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