Download Alineamientos estructurales de proteínas

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
LABORATORIO DE BIOINFORMÁTICA
Trabajo Práctico Nº4: Alineamientos estructurales de
proteínas
Laboratorio de Bioinformática – 20 de Agosto 2012
Introducción
El propósito de este trabajo práctico es utilizar diferentes herramientas que permiten cuantificar
la similitud de dos estructuras macromoleculares complejas, tales como proteínas y nucleótidos.
Fundamentalmente haremos uso de plataformas en línea.
Tareas
A. Demostración del uso del programa
1. Atender a la demostración de uso del programa.
B. Ayuda memoria de comandos del programa
1. m 1aaa 1bbb
Este comando permite alinear las estructuras de proteínas 1aaa y 1bbb.
2. m 1aaa,A 1bbb,B
Este comando permite alinear la cadena A de la estructura 1aaa con la cadena B de las
estructura 1bbb.
3. m 1aaa,A(1:40) 1bbb,B(1:50)
Este comando permite alinear los residuos 1 al 40 de la cadena A en la estructura 1aaa,
con los aminoácidos 1 al 50 de la cadena B de la estructura 1bbb.
4. show 5
Muestra en el visualizador rasmol el alineamiento estructural 5 (según la tabla de
alineamiento de TopMatch).
5. alg 1
Muestra en la consola de TopMatch el alineamiento de secuencias que corresponde al
alineamiento estructural de ambas proteínas.
6. setalg ruler 1
Establece en como “encendido” el parámetro que muestra la regla para alineamientos de
secuencias.
C. Comparando segmentos de una misma proteína y trabajando con la salida del
programa TopMatch.
Esta sección tiene como propósito que realices un alineamiento estructural comparando
segmentos de una misma proteína. Para ello deberás utilizar la sintaxis apropiada de comandos,
además de analizar los resultados obtenidos. Tomaremos como caso de estudio la proteína
trabajada en la sesión pasada.
1. Ingresa al programa TopMatch.
2. Compara los dominios 1e4fT03 y 1e4fT04 (según lo revisado en CATH en el práctico
pasado).
3. Reporta el RMSD, Relative Similarity, Alignment Length y Sequence Identity obtenido
con el alineamiento Top 1. *
4. ¿Cómo crees que puede haberse originado esta estructura proteica? (Pensar desde la
perspectiva evolutiva) *
D. Alineamientos estructurales en casos complejos.
Esta sección tiene como propósito estudiar alineamientos estructurales complejos que
ayudan a comprender relaciones de similitud estructural entre proteínas. Una de las ventajas del
software TopMatch, es que a diferencia de muchos programas, es posible explorar soluciones
alternativas al problema del alineamiento estructural.
1. Ingresa al programa TopMatch.
2. Compara las proteínas 1eud,A y 1ccw,A.
3. ¿Qué diferencia existe entre los alineamientos 1 y 3? (Ambos alineamientos de tipo
básico). Comenta estas diferencias desde lo que indica la tabla (Alignment Length,
RMS y Sequence identity). Explora también los alineamientos a nivel de secuencia.
4. Averigua en CATH y SCOP la clasificación en dominios que tienen ambas proteínas,
específicamente concéntrate en los segmentos que se han alineado en esta ocasión
(cadena A de ambas proteínas). *
5. Compara los siguientes segmentos de proteínas: 1mo9,A residuos 2-192 y 314-383
contra 1gt8,A residuos 184-284 y 441-532.
6. Reporta el Alignment Length, RMSD y Sequence identity obtenidos para el
alineamiento 1.*
7. Investiga y reporta cómo se encuentran clasificados esos dominios en SCOP (códigos
de dominio para buscar son d1gt8a4 y d1mo9a1). De acuerdo a lo obtenido por la
comparación estructural, ¿crees que sea adecuada la clasificación de folds propuesta por
SCOP para este par de dominios?. *
8. Compara los siguientes segmentos de proteínas: 1lt3,A contra 1efy,A residuos 7971011.
9. Investiga y reporta cómo se encuentran clasificados esos dominios en SCOP (códigos
de dominio para buscar son d1lt3a_ y d1efya2). De acuerdo a lo obtenido por la
comparación estructural, ¿crees que sea adecuada la clasificación de folds propuesta por
SCOP para este par de dominios?. *
E. Utilizando TopSearch.
En esta sección utilizarás la herramienta TopSearch para realizar asignaciones
funcionales empleando información estructural. Utilizaremos como query a la proteína de
código 3OUU disponible en el PDB.
1. Ingresa a la página de PDB y consulta este código.
2. ¿Qué indica la descripción de la proteína? ¿Qué información indica el cuadro
“molecular description” respecto a la función de la proteína? *
3. ¿En qué consiste el proyecto de genómica estructural? *
4. Ingresa al sitio de TopSearch. (http://topsearch.services.came.sbg.ac.at/)
5. Realiza una búsqueda empleando como query el código PDB 3oou, utilizando “protein
chains” como consulta.
6. Filtra los resultados utilizando como la opción “Group List”
7. Explora la lista de resultados obtenidos. De acuerdo a la información obtenida ¿Qué
función puede tener 3OOU? *
8. Crea una tabla donde se resuma la información de los 4 primeros hits diferentes de la
estructura 3OOU con otras proteínas del PDB. La tabla debe indicar: Alignment
Length, Sequence Identity y RMS.*
Informe de laboratorio
Instrucciones
El informe de laboratorio de esta sesión consiste en responder las preguntas realizadas
en las actividades planteadas anteriormente. En el informe sólo deben estar presente las
preguntas marcadas al final con “*”. El informe se debe depositar a través del buzón de tareas
del curso como un documento en formato Word.
Plazo de entrega
Jueves 23 de Agosto, 18:00 Hrs a través del buzón de tareas del curso.