Aplicação de I TASSER, trRosetta, UCSF Chimera, servidor HADDOCK e HEX loria para design de proteínas De Novo e In Silico

Esta pesquisa tem como objetivo gerar os modelos estruturais de proteínas com funções antimicrobianas. Esses modelos são usados para realizar análises específicas que ajudam a determinar a utilidade de cada proteína como tratamento antes dos testes in vitro. Atualmente, a pesquisa neste campo depende de métodos in silico para a validação de proteínas de design. No entanto, eles não estabeleceram ferramentas desenvolvidas especificamente para apoiar essa parte de um processo. Nossa pesquisa futura se concentrará na inferência de redes biológicas e na interação da microbiota entre o hospedeiro e o ambiente em redes multicamadas. Este trabalho será apoiado por bionets ML e nosso pacote desenvolvido por colegas do laboratório.

[Narrador] Para começar, visite o servidor I-TASSER para previsão de estrutura e função de proteínas. Envie o alvo molecular ou a sequência de design como um arquivo no formato FASTA, um arquivo de texto ou colando-o diretamente no campo de entrada. Atribua um nome exclusivo à sequência e clique em executar I-TASSER para permitir que o programa analise a sequência. Para prever a estrutura 3D usando o trRosetta, acesse o servidor trRosetta. Insira a sequência do receptor alvo como um arquivo de formato FASTA, um arquivo de texto, um arquivo de formato MSA ou cole-o diretamente no campo de entrada no servidor. Depois de se registrar usando um e-mail institucional, atribua um nome à proteína prevista estruturalmente. Certifique-se de que a opção de excluir modelos esteja selecionada e escolha executar trRosettaX-Single para excluir o uso de quaisquer sequências e modelos homólogos. Clique em enviar para iniciar o processo de previsão da estrutura da proteína. No resultado da previsão, verifique se a pontuação TM é uma medida da qualidade do modelo. Em seguida, examine mapas de contato, mapas de distância por aminoácido e mapas de rotação para carbonos alfa e beta nos ângulos ômega, e phi. Abra um navegador da Web e navegue até o servidor da Web HADDOCK. Clique em enviar um novo trabalho e insira um nome de trabalho e o número de moléculas. Carregue as estruturas PDB das moléculas para encaixe. Deixe as configurações padrão inalteradas e clique em Avançar. Insira os resíduos de aminoácidos ativos e passivos para a molécula um e a molécula dois e clique em próximo. Na seção de parâmetros de encaixe, deixe as configurações padrão para todos os parâmetros, como restrições de distância, parâmetros de amostragem, parâmetros de agrupamento, etc., inalteradas e clique em enviar para iniciar o processo de encaixe. Abra a página de resultados e revise os resultados do encaixe. Depois de baixar o arquivo de encaixe do receptor de ligante, abra um software de visualização estrutural, como UCSF Chimera ou PyMOL. Carregue o arquivo de encaixe e visualize o modelo de estrutura. O modelo trRosetta do antiportador de sódio-hidrogênio revelou uma estrutura terciária altamente ordenada composta principalmente de alfa-hélices formando um feixe transmembrana compactado. Isso sugere o papel funcional da proteína como um transportador de íons embutido na membrana. A confiabilidade do modelo é apoiada por altos valores de teste de diferença local acima de 80% em toda a região central, com confiança reduzida em ambos os terminais, indicando possível flexibilidade. Os mapas de contato e distância confirmam dobras estáveis com padrões diagonais e agrupados consistentes. O acoplamento molecular do peptídeo antifúngico projetado no domínio extracelular do receptor resulta em um complexo estável, como evidenciado por uma pontuação HADDOCK favorável de -73 e um baixo desvio quadrático médio da raiz de 0,7 Angstroms. As distâncias medidas confirmam contatos próximos entre aminoácidos específicos, sendo o mais curto observado entre a tirosina 407 e a cisteína 13.