Estructura 3D de proteínas Aportaciones de la Bioinformática Nuria B. Centeno Structural Bioinformatics Laboratory Research Group on Biomedical Informatics (GRIB) Universitat Pompeu Fabra

Sumario Conceptos básicos (I): Estructura tridimensional de proteínas Principal recurso en la red (I): Protein Data Bank Conceptos básicos (II): Clasificación estructural de proteínas Principal recurso en la red (II): SCOP

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Objetivos Capacidad de buscar y asimilar la información estructural que se encuentra disponible en la red sobre una proteína de interés.

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Conceptos básicos estructura 3D de proteínas Definición e importancia Estructura primaria: aminoácidos, enlace peptídico

Estructura secundaria: elementos regulares: héliceα, láminaβ, lazos, motivos

Estructura terciaria y cuaternaria: dominios y plegamiento Nuria B. Centeno

Definición Estructura tridimensional: Forma, volumen. Disposición en el espacio de los átomos que forman la proteína.

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Importancia Cada proteína tiene una estructura tridimensional única (conformación nativa), determinada por su secuencia, de la cual depende su función.

Secuencia exptl9 prediccións Estructura

Función Nuria B. Centeno

Proteínas TIPO

EJEMPLO

globulares

enzimas

fibrosas

colágeno

de membrana

receptores Nuria B. Centeno

Niveles de organización de las proteínas Se pueden distinguir cuatro niveles:

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Estructura primaria +H

3N

CH

COO-

R

cadena lateral: gly, pro ala, val, leu, ile, phe, met glu, asp, lys, arg ser, thr, cys, asn, gln, tyr, his, trp Nuria B. Centeno

Estructura primaria (II) Polimerización por condensación Enlace peptídico: semirígido y planar Enlaces phi (Φ) y psi (Ψ) son flexibles

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Mapa de Ramachandran No todos los valores de phi (Φ) y psi (Ψ) están energéticamente permitidos.

Hoja ß

Hélice α levógira Hélice α

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Estructura secundaria (I) Hélice α

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Estructura secundaria (II) Lámina β

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Lazo Las proteínas están formadas por combinaciones de hélices α y hojas β conectados por segmentos de aa de diferentes tamaños y formas denominados lazos. Son muy flexibles Suelen estar involucrados en la función.

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Motivo En las proteínas se dan combinaciones simples de algunos elementos de estructura secundaria con una disposición geométrica específica que se denominan motivos. Algunos están asociados a una función especifica. Nuria B. Centeno

Motivos α-α

Unión a DNA

Unión a Ca+2 Nuria B. Centeno

Motivos β-β

Horquilla β

Meandro

Greca Nuria B. Centeno

Motivos β-α-β

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Dominio Parte de la proteína, formada por varios motivos, que tiene un plegamiento propio e independiente. Una proteína puede tener un solo dominio o varios. Unidad funcional. Subunidad es un sinónimo. Nuria B. Centeno

Estructura cuaternaria

El modo en que varias subunidades o varias cadenas polipeptídicas se disponen en el espacio.

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Sumario 9 Conceptos básicos (I): Estructura tridimensional de proteínas Principal recurso en la red (I): Protein Data Bank ‰Conceptos básicos (II): Clasificación estructural de proteínas ‰ Principal recurso en la red (II):

SCOP

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Protein Data Bank ¿Qué es? ¿Qué tipo de información nos proporciona? ¿Cómo hacemos una búsqueda?

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Protein Data Bank (II) Único almacen mundial para el procesado y distribución de datos estructurales de macromoléculas biológicas. Creado en 1971 por el Brookhaven National Laboratory (Upton, NY) con 7 estructuras. Desde 1998 lo gestiona el Research Collaboratory for Structural Bioinformatics (RCSB) y contiene más de 27000 estructuras. Origen: cristalografía de rayos X y RMN.

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¿Qué contiene el PDB?

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Crecimiento del PDB

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Contenido de un fichero pdb PDBid: nXYZ CABECERA (HEADER) Caraterísticas químicas y bioquímicas Detalles experimentales de la determinación de la estructura Características estructurales COORDENADAS Coordenadas atómicas de la estructura Nuria B. Centeno

Contenido de un fichero pdb (II) Todos los ficheros: Fuente Secuencia Estructura química de cofactores y grupos prostéticos Nombre de todos los componentes de la estructura Descripción cualitativa de las características de la estructura Referencias bibliográficas Coordenadas tridimensionales Nuria B. Centeno

Contenido de un fichero pdb (III) Términos adicionales para rayos X: Condiciones de cristalización Datos cristalográficos Información sobre la recogida de datos y su estadística Información sobre el refinamiento de la estructura: resolución Factores de temperatura y ocupación Nuria B. Centeno

Contenido de un fichero pdb (IV) Términos adicionales para RMN: Número de modelos Información sobre la recogida de datos Características de la muestra Lista de experimentos Restricciones aplicadas para resolver la estructura Nuria B. Centeno

PDB: formatos Formato PDB: formato clásico Formato mmCIF: orientado a bioinformática XML: en desarrollo

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PDB: entrada de datos Proceso integrado y documentado adquisición, anotación, validación y distribución

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Obtención de datos Descargar toda la base de datos: • Opción download files Buscar información concreta: • Opción search the archive

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Búsquedas en el PDB Por PDBid QuickSearch SearchLite SearchFields Status Search Nuria B. Centeno

Búsquedas en el PDB (II)

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