Estructuras tridimensionales, PDB, Visualización molecular

1. Estructuras tridimensionales, PDB, Visualización molecular

2. Bioinformática estructural: análisis de las estructuras de las proteínas y sus funciones mediante herramientas informáticas

3. Herramientas y técnicas para: • Analizar • Guardar • Visualizar • Predecir • Comparar • Evaluar • ESTRUCTURAS DE PROTEÍNAS

4. Proteínas como las entidades moleculares más complejas de la naturaleza Tendencia natural de las proteínas a no mantenerse como una cadena estirada

5. 1-GLSDGEWQLV LNVWGKVEAD IPGHGQEVLI RLFKGHPETL EKFDKFKHLK SEDEMKASED LKKHGATVLT ALGGILKKKG HHEAEIKPLA QSHATKHKIP VKYLEFISEC IIQVLQSKHP GDFGADAQGA MNKALELFRK DM ASNYKELG FQG-153

6. La secuencia de aminoácidos determina una forma. La forma 3D de la proteína -----Ala-Ser-Ile-Met-Arg------

7. -Ala-Ser-Ile-Met-Arg- Función La secuencia de aminoácidos determina una forma. La forma 3D de la proteína con su función

8. Niveles de Complejidad: jerarquía Primaria: hasta ahora Secundaria: hélice alfa 35% de residuos Hoja plegada, 25% de residuos Giros ß, Giros Ω, Hélices 3/10 Total: 65-75% Resto: subestructuras inclasificables, formas al azar (ramdom coils)

9. Estructura terciaria • Clasificación simple: • Todo alfa (>50% helix; <10% ß) • Todo ß (>30% beta; <5% heix) • Mezcla • Clasificación refinada • Topologías, motivos dominios • Plegamientos . La inmensa mayoría de todas las proteínas se clasificarán de una forma o u otra en en un orden de unos 1000 plegamientos básicos distintos Estructura cuaternaria

10. Difracción de Rayos X

12. RMN

14. Banco de datos de estructuras 3D • Primer banco bioinformático en el mundo: • 1971 • 7 Moléculas, tarjetas perforadas

15. Protein data Bank Tour • Estadisticas • Buscar la forma activa (conformacion cerrada de la glucoquinasa humana) • Vision archivo • Guardar archivo

17. Archivos PDB

19. Visualización Molecular • Ejemplo de Programa de Visualización: FIRST GLANCE JMOL (Insulina 1TRZ • O Glucoquinasa ) • Visita a Web de JMOL • Descarga del Programa autónomo: Programa JMOL • Ejemplo de tutorial sobre glucoquinasa

20. Programas de Visualización Molecular • Rasmol (1995) • Chime • Protein Explorer (interfaz de Chime, requiere Chime, problemas de Chime) • Jmol (java) • Deep View • Otros: “profesionales” Pymol

21. Protein Explorer

22. Jmol

23. Tutorial de visualización Molecular

25. Herramientas de comparación y análisis de estructuras 3D • Comprobación estructuras • Búsqueda de semejantes en estructura. VAST (1mbn, mioglobina ballena) • Alineamiento de estructuras: servidores y deepview • Superfícies conservadas (glucoquinasa)

26. Alineamiento estructural

27. Alineamiento estructural • Objetivo: Obtener la mejor superposición de diversas estructuras • Programación dinámica puntuando a partir de características geométricas • Matrices de distancias intramoleculares • Clustering en 3D • Es posible la clasificación de estructuras por homología estructural Servidor

28. 1b8r parvalbumin 1cll calmodulina

29. Structural alignment calmodulin-Parvalbumin

30. Bases de datos derivadas y de clasificación de las proteínas según su estructura 3D • PDBsum • Clasificación: SCOP, CATH

31. PDBSUM

32. Jerarquía CATH • C: Clase (contenido en estructura secundaria) • A: Arquitectura (disposición de los elementos de estructura secundaria) • T: Topología (disposición de las conexiones entre elementos) • H: Homología (homología estructural) • S: Secuencia (homología de secuencia) • EJEMPLO DE 1BIF Fosfofructoquinasa 2

36. Rossmand fold 3-Layer(aba) Sandwich Alfa/beta

37. SCOP. Structural Classification of Proteins • Familia. Clara relación evolutiva • Superfamilia. Probable origen evolutivo común • Plegamiento. Fuerte homología estructural EJEMPLO DE 1 BIF Fosfofructoquinasa 2