Propedia: uma base de dados de estruturas de complexos proteína-peptídeo não redundante baseada em agrupamentos híbridos

dc.creatorPedro Magalhães Martins
dc.date.accessioned2025-09-04T17:39:27Z
dc.date.accessioned2025-09-08T23:01:07Z
dc.date.available2025-09-04T17:39:27Z
dc.date.issued2020-12-15
dc.description.abstractProtein-peptide interactions play in a wide variety of biological processes, such as cell signaling, regulatory networks, immune system, and enzyme inhibition. It is estimated that 40% of protein interactions are mediated by peptides, nevertheless, there is little structural data information available about these interactions. Peptides are polypeptide chains made up of few amino acids and therefore are more flexible and versatile. The peptides have a structural conformation of a transitory character, and therefore can be more easily manipulated. In addition, peptides in general have low toxicity and their normally small interface area make them attractive targets for therapeutic proposals, rational drug design and protein inhibitors. In fact, it is estimated that 10% of the pharmaceutical market be composed of peptide-based, which continues to rise. The present work presents a comprehensive and up-to-date database of protein-peptide complex structures, named Propedia. Propedia comprises over 19,000 high-resolution complex retrieved from the Protein Data Bank (PDB), adding new features about these protein-peptide interac- tions. Although there are other databases of protein-peptide structures, Propedia stands out for proposing hybrid clustering algorithm, in order to gather similar complexes and, consequently, remove redundancy, according to the researcher’s need. Propedia has three types of clustering: by peptide sequences; by protein-peptide interface structures; and by binding sites. Finally, case studies were carried out to validate the usefulness of Propedia in finding promising peptides for protein targets. Among them are a prediction of peptide structures to inhibit the main protease of acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and also the main protease of the soybean caterpillar (Anticarsia gemmatalis hübner), considered an important defoliating pest that harms the production of soybean in Brazil. Propedia is available through a web service (http://bioinfo.dcc.ufmg.br/propediadb/), with a user- friendly and intuitive interface, in which users can explore and analyze complexes, download part or all of database. Propedia also allows submitting sequences or structure of interest to recover similar complexes considering the target peptide/protein primary structure or its binding site.
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/84867
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectBioinformática
dc.subjectBase de Dados
dc.subjectElementos Estruturais de Proteínas
dc.subjectPeptídeos
dc.subject.otherbase de dados
dc.subject.otherestrutura de proteínas
dc.subject.othercomplexo proteína-peptídeo
dc.subject.otherpeptídeo
dc.subject.otherservidor web
dc.titlePropedia: uma base de dados de estruturas de complexos proteína-peptídeo não redundante baseada em agrupamentos híbridos
dc.title.alternativePropedia: a database for protein–peptide identification based on a hybrid clustering algorithm
dc.typeTese de doutorado
local.contributor.advisor-co1Diego César Batista Mariano
local.contributor.advisor1Raquel Cardoso de Melo Minardi
local.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9274887847308980
local.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1807554429389595
local.description.resumoInterações proteína-peptídeo atuam em uma ampla variedade de processo biológicos, como sinalização celular, redes regulatórias, sistema imunológico, e inibição enzimática. Estima-se que 40% das interações proteicas são mediadas por peptídeos, e apesar disso, há poucos dados estruturais disponíveis sobre tais interações. Peptídeos são cadeias polipeptídicas formadas por poucos aminoácidos e por isso são mais flexíveis e versáteis. Os peptídeos possuem uma conformação estrutural de caráter transitório, e por isso podem ser mais facilmente manipulados. Além disso, peptídeos em geral possuem baixa toxicidade e sua área de interface, normalmente pequena, faz deles alvos atrativos para propostas terapêuticas, planejamento racional de fármacos e inibidores proteicos. De fato, estima-se que 10% do mercado farmacêutico seja composto por medicamentos à base de peptídeos e esse percentual continua em ascensão. O presente trabalho apresenta uma base de dados abrangente e atualizada de estruturas de complexos proteína-peptídeo, denominado Propedia. Propedia compreende mais de 19.000 complexos de alta resolução obtidos do Protein Data Bank (PDB), adicionando ainda novas informações relacionadas a interação proteína-peptídeo. Apesar de existirem outras bases de dados de estruturas proteína-peptídeo, Propedia se destaca por propor um algoritmo de agrupamento híbrido, a fim de unir complexos similares e, consequentemente, reduzir a redundância, conforme a necessidade do pesquisador. O Propedia dispõe de três agrupamento de complexos: por sequências de peptídeos; por estruturas de interface proteína-peptídeo; e por sítio de ligação. Por fim, foram realizados estudos de caso para validar a utilidade do Propedia em encontrar peptídeos promissores para alvos proteicos. Entre eles, estão uma previsão de estruturas de peptídeos para inibir a principal protease da síndrome respiratória aguda grave do coronavírus 2 (SARS-CoV-2) e também a principal protease da lagarta-da-soja (Anticarsia gemmatalis hübner), considerada uma importante praga desfolhadora que causa prejuízos naprodução de soja no Brasil. O Propedia está disponível por meio de uma serviço web (bioinfo.dcc.ufmg.br/propediadb), com interface amigável e intuitiva, na qual os usuários podem explorar e analisar os complexos, realizar o download de parte ou de toda a base de dados. Propedia permite ainda submeter sequências ou estrutura de interesse para recuperar complexos semelhantes considerando a estrutura primária do peptídeo/proteína alvo ou seu sítio de ligação.
local.publisher.countryBrasil
local.publisher.departmentICB - DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E IMUNOLOGIA
local.publisher.initialsUFMG
local.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Bioinformatica

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