Projektowanie białek polega na budowie sekwencji aminokwasów i włączaniu określonych motywów w celu stworzenia funkcjonalnych wariantów. Takie podejście ma kluczowe znaczenie dla opracowania peptydów przeciwdrobnoustrojowych (AMP) do zwalczania patogenów opornych na antybiotyki. W artykule przedstawiono procedurę budowy białek z wykorzystaniem różnych narzędzi bioinformatycznych.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Zastosowanie I TASSER, trRosetta, UCSF Chimera, serwera HADDOCK i lorii HEX do projektowania białek De Novo i In Silico
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Granice projektowania białek leżą w budowie sekwencji aminokwasów i włączaniu określonych motywów, takich jak miejsca wiązania, do receptorów, kanałów jonowych lub innych białek. Takie podejście pozwala na produkcję wariantów białkowych o określonych funkcjach i celach. Przykładowym zastosowaniem tych zasobów bioinformatycznych jest ulepszanie peptydów przeciwdrobnoustrojowych (AMP) lub projektowanie syntetycznych AMP. Rozwój ten jest istotny ze względu na niedawny wzrost liczby nowo pojawiających się chorób, często wywoływanych przez patogeny, które są trudne do wyeliminowania i wykazują oporność na antybiotyki. Konsekwencją tego trendu jest globalne wymieranie gatunków zwierząt i śmierć ludzi. W związku z tym niezbędna jest szybka synteza nowych i skutecznych AMP. Te serwery i programy mogą ułatwić szybki rozwój szczepionek, AMP lub skutecznych metod leczenia przeciwko tym patogenom. Celem pracy było przedstawienie i zaproponowanie procedury budowy białek na podstawie sekwencji oraz wyjaśnienie procesu wykorzystania różnych narzędzi do budowy tych cząsteczek krok po kroku.
Wprowadzenie
Częstość występowania chorób zwierząt wzrasta, a na to zjawisko wpływa zmiana klimatu. Wzrost globalnej temperatury doprowadził do namnażania się mikroorganizmów i pojawienia się oportunistycznych patogenów, przyczyniając się do rozwoju chorób zjadliwych i opornych na leki1. Zmiany klimatyczne wpływają na glebę, wodę, skórę i mikrobiom jelitowy, powodując ciągły stres na fizjologię zwierząt i adaptację do środowiska. Wykazano, że zjawisko to upośledza odpowiedź immunologiczną, czyniąc zwierzęta bardziej podatnymi na pojawiające się patogeny, które mogą mieć śmiertelne konsekwencje i potencjalnie prowadzić do wyginięcia niektórych gatunków
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
1. Zidentyfikuj molekularne sekwencje docelowe w Bd
UWAGA: Dobór aminokwasów w sekwencji opiera się na zaleceniach z literatury. Kluczowe aminokwasy to K, W, G, A, V, I i L. Aby dowiedzieć się, których programów użyć, zapoznaj się ze Tabelą materiałów.
- Pobieranie sekwencji docelowych z bazy danych NCBI.
- Uzyskaj dostęp do bazy danych National Center for Biotechnology Information (NCBI) pod adresem https://www.ncbi.nlm.nih.gov/.
- Wybierz pozycję Wszystkie bazy danych i wybierz pozycję Nukleotyd jako kategorię wyszuki....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Sekwencja będąca w opracowaniu wykorzystuje następujący wzór: K(X)3KW(X)2K(X)2K, gdzie (X) może oznaczać G, A, V, I lub L28. Uzyskane wyniki wyszukiwania obejmowały sekwencje białkowe składające się z ponad 300 aminokwasów, które wybrano ze względu na to, że były to pełne sekwencje białkowe, a nie sekwencje częściowe. Należy zaznaczyć, że pełne sekwencje są niezbędne dla celów badania. W informacjach o sekwencjach lub w oddzielnych wyszukiwaniach w bazach danych sz.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Podejście bioinformatyczne stosowane w przewidywaniu struktur białek ma nieodłączne ograniczenia ze względu na zależność od programów obliczeniowych. Programy te próbują przybliżyć rzeczywiste struktury białek, ale są ograniczone przez takie czynniki, jak temperatura, rozpuszczalność i obecność rozpuszczalnika, które mogą nie być w pełni replikowane w warunkach vivo. Ponadto metoda opiera się na dokładnej identyfikacji kluczowych konserwatywnych białek poprzez wiele dopasowań i wyselekcjonowane bazy danych, co sprawia, ż.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.
Podziękowania
Jimena R. Villarreal jest doktorantką w Programie Doctorado en Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ) i otrzymała stypendium Consejo Nacional de Humanidades, Ciencias y Tecnologías (CONAHCyT) (1003112).
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| BLAST | N/A | N/A | Serwer online |
| Komputer | AMD | N/A | WIĘC: XP, W7, W8, W10, ubuntu, linux |
| Serwer HADDOCK | BONVINLAB | N/A | Serwer online |
| HEX 5.2 | BBSRC-INRIA | N/A | Download-Online serwer |
| TASSER | ZHANG LAB | N/A | Pobierz-Serwer online |
| MUSCLE | N/A | N/A | Serwer |
| online NCBI | N/A | N/A | Serwer online |
| PYMOL | SCHRÖ DINGER | N/A | Download-XP, W7, W8, W10, W11, LINUX |
| SWISS-MODEL | BIOZENTRUM | N/A | Serwer |
| online trRosetta server | YANG LAB | N/A | Serwer online |
| USCF CHIMERA | RBVI | N/A | Download-XP, W7, W8, W10, W11, LINUX |
Bibliografia
- McArthur, D. B. Emerging infectious diseases. Nurs Clin North Am. 54 (2), 297-311 (2019).
- Schilliger, L., Paillusseau, C., Francois, C., Bonwitt, J. Major emerging fungal diseases of reptiles and amphibians. Pathogens. 12 (3), 429(2023).
- Campbell, L. J., Garner, T. W. J., Hopkins, K., Grif....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
