Protein – Strukturforutsigelse

Introduksjon

Proteinstruktur forutsigelse fra en sekvens er et av problemene med høy fokus for forskere. Dette er en veldig nyttig anvendelse av bioinformatikk ettersom de eksperimentelle teknikkene som røntgenkrystallografi er tidkrevende. Det grunnleggende spørsmålet er hvordan vi kan forutsi 3D-formen til et protein ut fra aminosyresekvensen. Nå skal vi se hvordan vi kan forutsi proteinstrukturen og funksjonen basert på aminosyresekvensen.

Problemet med proteinfolding

I følge Alfinsens hypotese bestemmes 3D-strukturen til et protein utelukkende av aminosyresekvensinformasjonen. Det sterke argumentet mot Alfinsen -hypotesen er Levinthals paradoks. Det har vært noen tanker om oppløsningen av Levinthals paradoks. Disse er oppsummert nedenfor:

1. De teoretiske metodene som brukes for å bevise hardhet er ikke det naturen prøver å optimalisere.

2. Evolusjon kan ha valgt proteiner som lett brettes.

3. Proteiner kan godt brette seg inn lokalt, ikke globalt optimalt.

For å oppsummere er det vanskelig å forutsi proteinstruktur fra sekvens. Men fra den voksende databasen over eksperimentelt bestemte proteinstrukturer dukker det opp noen heuristikker:

1. Antall unike proteinfoldinger er ganske begrenset.

2. Det er mange proteiner med samme fold, men ingen likhet av sekvens.

3. “Nøytrale” mutasjoner som endrer proteinstrukturen er sannsynlig.

Proteinidentifikasjon og karakterisering

Noen av verktøyene som hjelper til med å forutsi de fysiske egenskapene til kjente proteiner er:

1. AA -komponent.

2. TagIdent, PeptIdent og MultiIdent.

3. FORSØK.

4. PepSea.

5. PepMapper, Mascot og PeptideSearch.

6. FindPept.

1. AA -komponent:

Dette brukes til å identifisere protein etter dets aminosyresammensetning. Den bruker aminosyresammensetning av et ukjent protein for å identifisere kjente proteiner med samme sammensetning.

2. TagIdent, PeptIdent og MultiIdent:

TagIdent tillater generering av en liste over proteiner nær et gitt pI og Mw.

PeptIdent brukes til å identifisere proteiner med peptidmassefingeravtrykkdata, pI og Mw.

MultiIdent er et verktøy som gjør det mulig å identifisere proteiner ved bruk av pI, Mw, aminosyresammensetning, sekvensmerke og fingeravtrykkdata for peptidmasse.

3. PROPSEARCH:

Dette er et verktøy for å finne antatt proteinfamilie. Den bruker aminosyresammensetning som inngang. I tillegg beregnes andre egenskaper som molekylvekt, innhold av omfangsrike rester, innhold av små rester, gjennomsnittlig hydrofobisitet, gjennomsnittlig ladning og innhold av utvalgte dipeptidgrupper også fra sekvensen.

4. PepSea:

Det er et verktøy for proteinidentifikasjon ved peptidkartlegging eller peptidsekvensering.

5. PepMapper, Mascot and PeptideSearch:

PepMapper tar peptidmasse som nøkkelinngang.

Maskotsøk tar peptidmassefingeravtrykk, sekvensforespørsel eller MS/MS -ionesøk som input.

PeptideSearch bruker liste over peptidmasser, peptidsekvensmerke, aminosyresekvens som input.

6. FindPept:

Det brukes til å identifisere peptider som skyldes uspesifikk spaltning av proteiner. Dette tar hensyn til artefaktiske kjemiske modifikasjoner, post-translasjonelle modifikasjoner og autolytisk spaltning av protease.

Konklusjon:

Dette er noen av verktøyene for proteinstruktur og funksjon. Dette fører til det neste trinnet som er primærstrukturanalyse og prediksjon.