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Type: Tese de Doutorado
Title: Residue interaction database: proposição de mutações sítio dirigidas com base em interações observadas em proteínas de estrutura tridimensional conhecida
Authors: Sandro Renato Dias
First Advisor: Ronaldo Alves Pinto Nagem
First Co-advisor: Richard Charles Garratt
Abstract: Neste trabalho é descrito um algoritmo usado para predizer pares de resíduos de aminoácidos em proteínas alvo (com estrutura tridimensional conhecida) que poderiam ser mutados por pares diferentes de resíduos de aminoácidos com o objetivo de introduzir uma nova/diferente interação entre estes resíduos. Isto resulta em um mutante in silico com possibilidades estereoquímicas de existir in vitro com o aumento da estabilidade conformacional e térmica. Para alcançar isso, foi criado um banco de dados baseado no PDB composto de pares de resíduos de aminoácidos interagentes observados em proteínas de estrutura conhecida. As mutações são propostas de forma a manter o enovelamento da proteína alvo (e consequentemente sua função) através, basicamente, da conservação da conformação da cadeia principal dos resíduos mutados. Neste trabalho também são apresentados os aspectos principais dessa base de dados, a forma como encontrar os pontos de mutação e alguns resultados. Uma busca completa na estrutura de uma proteína alvo foi realizada para identificar cada par que poderia ser mutado usando alguns dos pares do banco. Pretende-se com este procedimento, verificar um número de possíveis mutantes em diferentes enzimas com potencial de aplicação em processos de biorremediação, onde condições ambientais agressivas são esperadas. É apresentada a ferramenta RID (Residue Interaction Database), uma nova base de dados e algoritmo para propor mutação de pares de resíduos em uma proteína objetivando aumentar sua estabilidade focando na manutenção da conformação de sua cadeia principal. São descritos os detalhes do algoritmo para gerar a base de dados dos resíduos de aminoácidos interagentes e o método para otimizar a busca. Comparado com outros métodos, RID aumenta as alternativas de proposição de mutação devido à variedade de interações usadas para criar o banco de dados e que irão contribuir para o aumento da estabilidade proteica. A ferramenta se encontra disponível em http://www.bioest.icb.ufmg.br/RID.
Abstract: In this work we describe an algorithm which is used to predict amino acid residue pairs in target proteins (with known 3D structure) that could be replaced by a different amino acid residue pair in order to introduce a new/different interaction between residues. This might result in an in silico mutant with stereochemistry possibilities to exist in vitro with increased thermo and conformational stability. To address this, we have created a PDB-based database composed of pairs of interacting amino acid residues observed in proteins with known structure. The mutations are proposed in a way to maintain the target protein's fold (and function) as, basically, the main chain conformation of mutated residues are supposed to be conserved. In this work we also present the main aspects of this database, the way to find the mutation points and some results. A complete search in a target protein structure was performed to identify each residue pair that could be mutated using some of the pairs in the database. We intend to use this procedure to verify a number of possible mutations in different enzymes with potential application in bioremediation processes, where aggressive environmental conditions are expected. We present RID (Residue Interaction Database), a novel database and algorithm to propose a residue pair mutation in a protein aiming to increase its stability focusing in the conformation maintainability. We describe the details of the algorithm do generate the database of interacting amino acid residues and the method to optimize the database for quick searches. Compared to other methods, RID increases the alternatives to propose mutation because of the variety of the interactions used to create the database and that will contribute to increase the protein stability. The tool is available at: http://www.bioest.icb.ufmg.br/RID.
Subject: Banco de dados
Bioinformática
Mutação sítio dirigida
Proteínas Banco de dados
Interação resíduo-resíduo
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9GQKBD
Issue Date: 19-Dec-2012
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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