Prédiction computationnelle des préférences en acides aminés de domaines de liaison à des peptides potentiellement multispécifiques impliqués dans des interactions protéine-protéine

Nous proposons un protocole pour la prédiction computationnelle des préférences en acides aminés dans des interactions protéine-protéine plus spécifiques. Ce protocole peut être considéré comme une première étape dans la conception de médiateurs de ces interactions. Nous nous intéressons à l’utilisation de ces médiateurs comme inhibiteurs potentiels d’interactions spécifiques, en immunologie.

Notre outil de mise en œuvre utilisé pour caractériser les préférences en acides aminés entre les sites de liaison spécifiques est coûteux et fastidieux. Notre protocole est une technologie bio-soutenue basée sur l’efficacité et les opérations en série. Cette stratégie a le potentiel de traiter un grand nombre de séquences de lignes, fournissant une différence complète et cohérente des préférences en acides aminés.

Notre protocole offre un rapport coût-efficacité professionnel en traitant un grand nombre de séquences d’ADN préférées à un processus plus complet à partir du nombre généralement limité de séquences, dans des approches de laboratoire en ligne. En plus du développement d’inhibiteurs de produits immunologiques, nous aimerions comparer les performances de cette méthodologie avec d’autres familles de produits. Cela nous permettra de mieux comprendre la base structurelle de la multispécificité, non seulement dans un contexte immunologique, mais aussi dans d’autres fonctions cellulaires, telles que la signalisation et la communication.

Commencez par télécharger la structure du complexe protéine-protéine. Pour cela, rendez-vous sur la page d’accueil de la banque de données sur les protéines et entrez l’ID PDB dans le champ de recherche principal. Sur la page principale de la structure, cliquez sur Télécharger les fichiers, puis sur Biological Assembly 1 pour télécharger les fichiers au format PDB gz.

Ouvrez la structure téléchargée dans UCSF Chimera. Accédez à Outils, puis à Édition de la structure, puis cliquez sur Modifier les ID de chaîne. Renommez la deuxième chaîne initialement étiquetée A, en B.Ensuite, cliquez sur Favoris, puis sur Panneau de modèle.

Sélectionnez le modèle avec les deux chaînes et cliquez sur le bouton grouper/dissocier pour séparer chaque chaîne en un modèle différent. Ensuite, sélectionnez les deux modèles et cliquez sur le bouton copier/combiner. Entrez un nouveau nom pour le modèle combiné.

Cochez la case Fermer les modèles source, puis cliquez sur OK. Cliquez sur Sélectionner, puis sur Chaînage et vérifiez que les chaînes du dimère sont maintenant identifiées comme A et B.Cliquez sur Fichier et enregistrez PDB pour enregistrer la structure modifiée en tant que nouveau fichier PDB. Pour identifier le segment cible dans la protéine ligand, accédez au serveur BUDE Alanine Scan. Cliquez sur le bouton Choisir un fichier sous Téléchargement de la structure et téléchargez le fichier PDB enregistré.

Sur la page suivante, vérifiez que la structure a été correctement chargée et entrez un nom pour le travail sur le serveur. Définissez les chaînes A comme récepteur et B comme ligand, puis cliquez sur le bouton Démarrer l’analyse pour soumettre le travail. Une fois le travail terminé, cliquez sur Afficher les résultats pour ouvrir la page Résultats.

Dans la liste Résidus, sélectionnez le tronçon de résidus prévu pour mieux interagir avec la surface de liaison cible. En utilisant ce protocole et le segment d’acide aminé, interagissant avec la surface de liaison d’IRF5, a été prédit. En utilisant la mutagenèse computationnelle à balayage de l’alanine, un segment de 13 acides aminés a été prédit des positions 424 à 436, le motif p L x IS commençant à l’arginine 432.

Pour commencer, préparez l’interface du peptide protéique pour la diversification des séquences. Ouvrez le fichier PDB dans Chimera et assurez-vous que la structure des sous-unités cibles est intacte, sans atomes ou liaisons manquants. Pour supprimer toutes les molécules non essentielles de la structure, cliquez sur Sélectionner puis sur Résidus, puis sélectionnez toutes les molécules autres que les acides aminés standard.

Cliquez ensuite sur Actions suivies de Adams/Bonds, et supprimez. Ensuite, cliquez sur Favoris, dans Séquence, puis cliquez sur la chaîne considérée comme le ligand. Recadrez la chaîne de ligands jusqu’au segment en interaction identifié en supprimant tous les résidus sauf ceux entre les positions sélectionnées.

Cliquez sur Fichier et enregistrer la base de données pluggable pour enregistrer la structure modifiée dans un autre fichier de base de données pluggable. Copiez ce fichier dans un emplacement Linux accessible par les applications Rosetta. Utilisez l’application fixedbb de Rosetta pour effectuer un reconditionnement de toutes les chaînes latérales d’acides aminés de la structure de base avant la diversification de la séquence, en exécutant cette commande.

Renommez ensuite le fichier PDB repack avec un suffixe _ repack à l’aide de la commande suivante. Ensuite, exécutez pepspec en mode conception pour effectuer la diversification de séquence à l’aide de cette commande. Ensuite, générez un pwm à l’aide de gen pepspec pwm.

py inclus dans la suite Rosetta. Pour exécuter ce script, utilisez la commande suivante. Pour créer un logo de séquence, ouvrez le fichier contenant les séquences peptidiques générées à l’étape précédente avec l’éditeur de texte de votre choix et copiez toutes les séquences.

Accédez au serveur WebLogo et collez les séquences dans la zone de texte Alignement de séquences multiples. Choisissez le format et la taille du logo en fonction de la longueur d’entrée, puis cliquez sur Créer un logo. À l’aide de ce protocole, les préférences en acides aminés ont été prédites pour le motif p L x IS conservé dans la surface de liaison IRF5.

La position, la matrice pondérale et le logo de la séquence générés lors de la diversification des séquences ont montré une préférence pour le glutamate à la position 432, et pour la leucine et l’isoleucine aux positions 433 et 435. Les positions 427, 429 et 436, généralement occupées par la sérine, ont montré une préférence plus élevée pour l’aspartate et le glutamate, mettant en évidence le rôle de la phosphorylation et de la dimérisation de l’IRF5. La position 425 a montré une forte préférence pour la sérine, suggérant son implication dans l’interaction protéine-protéine sous sa forme non phosphorylée.