Applicazione di I TASSER, trRosetta, UCSF Chimera, HADDOCK server e HEX loria per la progettazione De Novo e In Silico di proteine

Questa ricerca mira a generare modelli strutturali di proteine con funzioni antimicrobiche. Questi modelli vengono utilizzati per eseguire analisi specifiche che aiutano a determinare l'utilità di ciascuna proteina come trattamento prima dei test in vitro. Attualmente, la ricerca in questo campo si basa su metodi in silico per la validazione di proteine di design. Tuttavia, non hanno stabilito strumenti sviluppati specificamente per supportare questa parte di un processo. La nostra ricerca futura si concentrerà sull'inferenza della rete biologica e sull'interazione del microbiota tra l'ospite e l'ambiente su reti multistrato. Questo lavoro sarà supportato da bioreti ML e dal nostro pacchetto sviluppato dai colleghi del laboratorio.

[Narratore] Per iniziare, visita il server I-TASSER per la previsione della struttura e della funzione delle proteine. Invia il target molecolare o la sequenza di progettazione come file in formato FASTA, un file di testo o incollandolo direttamente nel campo di input. Assegnare un nome univoco alla sequenza e fare clic su Esegui I-TASSER per consentire al programma di analizzare la sequenza. Per prevedere la struttura 3D utilizzando trRosetta, accedere al server trRosetta. Inserisci la sequenza del ricettore di destinazione come file in formato FASTA, file di testo, file in formato MSA o incollala direttamente nel campo di input sul server. Dopo esserti registrato utilizzando un'e-mail istituzionale, assegna un nome alla proteina strutturalmente prevista. Assicurarsi che l'opzione per escludere i modelli sia selezionata e scegliere esegui trRosettaX-Single per escludere l'uso di sequenze e modelli omologhi. Fare clic su Invia per avviare il processo di previsione della struttura proteica. Nel risultato della previsione, verificare che il punteggio TM sia una misura della qualità del modello. Quindi esamina le mappe di contatto, le mappe di distanza per amminoacido e le mappe di rotazione per i carboni alfa e beta agli angoli omega, theta e phi. Apri un browser web e vai al server web HADDOCK. Fare clic su invia un nuovo lavoro, quindi inserire il nome di un lavoro e il numero di molecole. Caricare le strutture PDB delle molecole per l'attracco. Lascia invariate le impostazioni predefinite e fai clic su Avanti. Inserisci i residui di amminoacidi attivi e passivi sia per la molecola uno che per la molecola due e fai clic su Avanti. Nella sezione dei parametri di attracco, lasciare invariate le impostazioni predefinite per tutti i parametri, come i vincoli di distanza, i parametri di campionamento, i parametri di clustering, eccetera, e fare clic su Invia per avviare il processo di attracco. Apri la pagina dei risultati ed esamina i risultati dell'ancoraggio. Dopo aver scaricato il file di aggancio del recettore del ligando, aprire un software di visualizzazione strutturale come UCSF Chimera o PyMOL. Caricare il file di ancoraggio e visualizzare il modello della struttura. Il modello trRosetta dell'antiportatore sodio-idrogeno ha rivelato una struttura terziaria altamente ordinata composta principalmente da alfa-eliche che formano un fascio transmembrana strettamente impacchettato. Ciò suggerisce il ruolo funzionale della proteina come trasportatore ionico incorporato nella membrana. L'affidabilità del modello è supportata da elevati valori di test di differenza locale superiori all'80% in tutta la regione centrale, con una confidenza ridotta a entrambi i termini che indica una possibile flessibilità. Le mappe di contatto e distanza confermano la stabilità delle pieghe con schemi diagonali e raggruppati coerenti. L'aggancio molecolare del peptide antimicotico progettato nel dominio extracellulare del recettore si traduce in un complesso stabile, come evidenziato da un punteggio HADDOCK favorevole di -73 e da una bassa deviazione quadratica media della radice di 0,7 Angstroms. Le distanze misurate confermano gli stretti contatti tra specifici amminoacidi, con il più breve osservato tra tirosina 407 e cisteina 13.