Estructuras tridimensionales, PDB,
Visualización molecular
Bioinformática estructural: análisis de las estructuras de las proteínas y sus funciones mediante herramientas
informáticas
Herramientas y técnicas para:
• Analizar
• Guardar
• Visualizar
• Predecir
• Comparar
• Evaluar– ESTRUCTURAS DE PROTEÍNAS
Proteínas como las entidades moleculares más complejas de la naturaleza
Tendencia natural de las proteínas a no mantenerse como una cadena estirada
1-GLSDGEWQLV LNVWGKVEAD IPGHGQEVLI RLFKGHPETL EKFDKFKHLK SEDEMKASED LKKHGATVLT ALGGILKKKG HHEAEIKPLA QSHATKHKIP VKYLEFISEC IIQVLQSKHP GDFGADAQGA MNKALELFRK DMASNYKELG FQG-153
-----Ala-Ser-Ile-Met-Arg------
La secuencia de aminoácidos determina una forma.La forma 3D de la proteína
-Ala-Ser-Ile-Met-Arg-
Función
La secuencia de aminoácidos determina una forma.La forma 3D de la proteína con su función
Niveles de Complejidad: jerarquía
Primaria: hasta ahora
Secundaria: hélice alfa 35% de residuosHoja plegada, 25% de residuosGiros ß, Giros Ω, Hélices 3/10Total: 65-75%Resto: subestructuras inclasificables, formas al azar (ramdom coils)
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
Difracción de Rayos X
RMN
•Banco de datos de estructuras 3D•Primer banco bioinformático en el mundo:19717 Moléculas, tarjetas perforadas
Protein data Bank Tour
• Estadisticas
• Buscar la forma activa (conformacion cerrada de la glucoquinasa humana)
• Vision archivo
• Guardar archivo
Archivos PDB
Visualización Molecular
1. Ejemplo de Programa de Visualización: FIRST GLANCE JMOL (Insulina 1TRZ
O Glucoquinasa )
1. Visita a Web de JMOL
2. Descarga del Programa autónomo: Programa JMOL
3. Ejemplo de tutorial sobre glucoquinasa
Programas de Visualización Molecular
• Rasmol (1995)• Chime• Protein Explorer (interfaz de Chime, requiere
Chime, problemas de Chime)• Jmol (java)
• Deep View• Otros: “profesionales” Pymol
Protein Explorer
Jmol
Tutorial de visualización Molecular
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)
Alineamiento estructural
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
1b8r parvalbumin1cll calmodulina
Structural alignment calmodulin-Parvalbumin
Bases de datos derivadas y de clasificación de las proteínas según
su estructura 3D
• PDBsum
• Clasificación: SCOP, CATH
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
3-Layer(aba) Sandwich Alfa/beta Rossmand fold
SCOP. Structural Classification of Proteins
1. Familia. Clara relación evolutiva
2. Superfamilia. Probable origen evolutivo común
3. Plegamiento. Fuerte homología estructural
EJEMPLO DE 1 BIF Fosfofructoquinasa 2