Otimização de proteínas sintéticas: Identificação de interposição Dependências Indicating Estruturalmente e / ou resíduos funcionalmente ligadas

O objetivo geral deste procedimento é identificar resíduos coevolutivos em alinhamentos de proteínas que indiquem dependências interpósicas ou IPDs. Isso é realizado primeiramente carregando o alinhamento no Stick World, uma ferramenta de análise visual que cria uma representação tridimensional interativa de um alinhamento de proteína e exibe claramente os resíduos covariantes no Stick World. Cada posição no alinhamento é representada como uma coluna composta por uma pilha de esferas, sendo uma esfera para cada um dos 20 aminoácidos possíveis nessa posição dentro do alinhamento, dimensionadas de maneira dependente da frequência; as colunas que representam cada posição são dispostas em torno de um cilindro para representar as IPDs.

São traçadas linhas entre resíduos que coevoluem em níveis mais altos ou mais baixos do que seria esperado se os resíduos presentes nas posições fossem dependentes dentro do programa. O residual é ajustado até que haja um número gerenciável de arestas, e então as arestas de interesse são identificadas. Em última instância, o stick world é usado para identificar resíduos que estão coevoluindo entre si.

Resíduos de revestimento funcionalmente necessários foram identificados em uma quinase ventilada. Um dos motivos pelos quais as pessoas têm dificuldade com esse processo é a novidade. É quase tão muito uma forma de arte quanto uma ciência.

Demonstrar visualmente o Stick World é importante porque é uma ferramenta de análise visual e exige interação do usuário. Utilize um computador com um processador Intel i5 ou superior, com pelo menos quatro gigabytes de RAM, executando Mac OS 10 ou Linux OS, e equipado com as bibliotecas Python listadas no protocolo do texto. Baixe o Stick World como um arquivo compactado zip contendo todos os scripts Python relevantes.

Além disso, baixe o script FASTA two stick para converter alinhamentos padrão de sequências de DNA e proteínas no formato stick world. Extraia o arquivo e coloque a pasta stick world resultante e o script FASTA two stick na área de trabalho. Em seguida, crie um alinhamento das sequências de proteínas utilizando qualquer software de alinhamento padrão.

Salve o alinhamento na área de trabalho. Infeste um formato. Abra o aplicativo de terminal no computador macro Linux e navegue até a área de trabalho digitando CD til barra desktop e pressionando retorno no terminal.

Digite o comando para tornar o script FASTA two stick executável e, em seguida, digite o comando para executar o script. Siga as instruções exibidas na tela pelo script para especificar o nome do arquivo de entrada e o nome desejado para o arquivo de saída. Salve o arquivo de saída na área de trabalho.

Navegue até a pasta de executáveis do stick world usando o aplicativo de terminal do computador Mac ou Linux e inicie o stick world digitando python -32 stick world demo PI no terminal. Verifique se o painel do carregador de dados do stick world está visível na tela. Em seguida, carregue o alinhamento de sequência proteica convertido pressionando o botão carregar proteína.

Selecione o arquivo criado e pressione abrir; o Stick World abrirá várias janelas novas, incluindo Stick World Control e Stick World Open GL. Selecione a janela do Stick World Open GL. Escolha redefinir visualização no menu Open GL para exibir a visualização padrão do Stick World em uma vista superior através do cilindro, representando os dados nas janelas Open GL redimensionáveis.

Várias opções de visualização existem no mundo dos bastões. Selecione as caixas para rótulos de colunas e rótulos de bastões no painel de controle do mundo dos bastões para exibir os valores das colunas e bastões. Desmarque a caixa para bordas de colunas no painel de controle do mundo dos bastões para ocultar as linhas das bordas das colunas.

Defina a espessura da coluna para 0,1 no painel de controle do stick world para desenhar uma linha fina através das colunas. Para facilitar a navegação na visualização 3D, pressione Enter para aceitar a alteração. Reinicie a visualização na janela stick world OpenGL.

Em seguida, pressione o botão de tela cheia para maximizar a visualização e navegar dentro do programa. Gire a exibição tridimensional em forma de bastão mantendo pressionado o botão esquerdo do mouse enquanto move o mouse em qualquer direção. Aproxime ou afaste a exibição tridimensional em forma de bastão mantendo pressionado o botão direito do mouse enquanto move o mouse para cima ou para baixo.

Navegue pela visualização movendo e ampliando a imagem; os resíduos que coevoluem e excedem os requisitos de limiar de p e do residual estão conectados por linhas de aresta. Se houver muitas ou poucas arestas conectando os resíduos, altere o limiar do residual para mostrar menos ou mais arestas. Aumente o limiar do residual no controle de painel do stick world até que nenhuma linha de aresta IPD seja exibida e, em seguida, reduza-o lentamente até que as relações apareçam. Continue aumentando o residual até que haja um número suficiente de relações para análise.

Identifique relações que envolvam resíduos de interesse conhecido ou resíduos distantes entre si no alinhamento usando comando mais clique esquerdo; selecione todas as conexões de interesse. O painel de controle do mundo de bastões indicará as colunas e conectará resíduos específicos. Linhas contínuas representam associações positivas.

Embora linhas tracejadas representem associações negativas. Pressione o botão de saída de arestas no painel de controle do stick world para salvar um arquivo formatado em texto simples de todas as arestas visíveis no diretório apropriado, incluindo os resíduos articulares e seus valores residuais reais. Um grande aglomerado de dependências interpocicionais ou IPDs, incluindo uma associação de três nós entre glicina na posição 1 32, tirosina na posição 1 35 e uma prolina na posição 1 41, é visível em primeiro plano.

Aqui, a visualização foi inclinada para posicionar o usuário ligeiramente acima do cilindro, revelando um IPD entre uma histidina na posição 1 36 e uma metionina na posição vinte e nove, distante cento e sete resíduos. Por outro lado, o motivo derivado A-P-A-M-H-M-M do mesmo domínio não detecta essas ocorrências conjuntas de forma específica e também define os agrupamentos gerais segundo um esquema sem respaldo biológico. Ao realizar este procedimento, é importante lembrar-se de tentá-lo de duas maneiras diferentes.

Comece com um resíduo alto e vá diminuindo, ou comece com um resíduo baixo e vá aumentando, dessa forma você pode explorar o espaço de duas maneiras diferentes.