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Estructura 3DEstructura 3Dde de proteínasproteínas

AportacionesAportaciones de la de la BioinformáticaBioinformática

Nuria B. CentenoStructural Bioinformatics LaboratoryResearch Group on Biomedical Informatics (GRIB) Universitat Pompeu Fabra

Nuria B. CentenoNuria B. Centeno

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 importanciaEstructura primaria:

aminoácidos, enlace peptídico

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

Estructura terciaria y cuaternaria: dominios y plegamiento

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

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Importancia

Cada proteínatiene unaestructuratridimensionalúnica(conformaciónnativa), determinada porsu secuencia, de la cual depende sufunción. Función

Estructura

Secuenciaexptlprediccións

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Proteínas

receptoresde membrana

colágenofibrosas

enzimasglobulares

EJEMPLOTIPO

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Niveles de organización de las proteínas

Se pueden distinguir cuatro niveles:

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Estructura primaria

cadena lateral:gly, proala, val, leu, ile, phe, metglu, asp, lys, argser, thr, cys, asn, gln, tyr, his, trp

+H3N CH COO-

R

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Estructura primaria (II)Polimerización por condensaciónEnlace peptídico: semirígido y planarEnlaces phi (Φ) y psi (Ψ) son flexibles

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Mapa de RamachandranNo todos los valores de phi (Φ)y psi (Ψ) estánenergéticamente permitidos.

Hoja ß

Hélice α

Hélice αlevógira

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Estructura secundaria (I)Hélice α

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Estructura secundaria (II)Lámina β

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LazoLas proteínas están formadas por combinaciones de hélices α y hojas βconectados por segmentos de aa de diferentes tamaños y formasdenominados lazos.Son muy flexiblesSuelen 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 unafunción especifica.

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Motivos α-α

Unión a Ca+2Unión a DNA

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Motivos β-β

Horquilla β Meandro

Greca

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Motivos β-α-β

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DominioParte de la proteína, formada porvarios motivos, que tiene un plegamiento propio e independiente.

Una proteína puede tener un solo dominio o varios.

Unidad funcional.

Subunidad es un sinónimo.

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Estructura cuaternaria

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

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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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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 NationalLaboratory (Upton, NY) con 7 estructuras.

Desde 1998 lo gestiona el ResearchCollaboratory 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 bioquímicasDetalles experimentales de la determinación de la estructuraCaracterísticas estructurales

COORDENADASCoordenadas atómicas de la estructura

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Contenido de un fichero pdb (II)

Todos los ficheros:FuenteSecuenciaEstructura química de cofactores y grupos prostéticosNombre de todos los componentes de la estructuraDescripción cualitativa de las características de la estructuraReferencias bibliográficasCoordenadas tridimensionales

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Contenido de un fichero pdb (III)

Términos adicionales para rayos X:Condiciones de cristalizaciónDatos cristalográficosInformación sobre la recogida de datos y su estadísticaInformación sobre el refinamiento de la estructura: resoluciónFactores de temperatura y ocupación

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Contenido de un fichero pdb (IV)

Términos adicionales para RMN:Número de modelosInformación sobre la recogida de datosCaracterísticas de la muestraLista de experimentosRestricciones aplicadas para resolver la estructura

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PDB: formatos

Formato PDB: formato clásico

Formato mmCIF: orientado a bioinformática

XML: en desarrollo

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

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