Treballs premiats

Anàlisis computacional de proteïnes: Efecte de la tendència a la formació d’hèlix-a per part de la proteïna ACTR (IDP) en el procés d’acoblament a la proteïna CREB. Hipòtesi de la Longitud d’hèlix-a

Anàlisis computacional de proteïnes: Efecte de la tendència a la formació d’hèlix-a per part de la proteïna ACTR (IDP) en el procés d’acoblament a la proteïna CREB. Hipòtesi de la Longitud d’hèlix-a

Detall

Àmbit temàtic: BIOLOGIA MOLECULAR, BIOQUÍMICA
Edició: Premiats 2017

Centre: Institut Poeta Maragall, Barcelona
Autor/s autora/es: Magalí Luna Perelló
Nivell educatiu: Segon de batxillerat
Tutors/es: José David Cosials Ortuño


Compartiu aquest projecte

Objectius

Aportar proves en favor de la hipòtesi de la selecció conformacional, que afirma que existeix una estructura secundària transitòria prèvia a l’acoblament, enfront de la hipòtesi alternativa de l’acoblament induït, que diu que l’hèlix-a es forma durant el procés d’acoblament. Com s’ha comentat, resultats experimentals avancen que la hipòtesi de la selecció conformacional podria ser la correcta.
Comprovar si la llargada total d’helix-a és una variable significativa en l’acoblament de la proteïna ACTR a CREB, a diferència del criteri ‘tradicional’ de les anàlisis computacionals clàssiques, que dóna compte de la probabilitat de formació d’una hèlix-a pel mètode de sumar la probabilitat que ho faci cada aminoàcid individualment.
Verificar en quina mesura els resultats experimentals de laboratori es poden predir mitjançant els mètodes computacionals. Això pot ser útil per reduir el temps, el treball humà i també les despeses econòmiques de les investigacions.

Metodologia

Per fer les simulacions computacionals de la seqüència d’aminoàcids original i de totes les mutacions que s’han proposat, s’ha fet servir el mètode de Monte Carlo.
Es tracta d’un mètode numèric que explora les diverses possibilitats de plegament de proteïnes mitjançant opcions a l’atzar utilitzant la tècnica matemàtica del Importance sampling.
Per determinar la probabilitat que la proteïna ACTR formi una estructura secundària, concretament una hèlix-a, abans de l’acoblament (estat ‘no acoblat’) al lloc d’unió NCBD de la proteïna CREB, s’ha analitzat la proteïna natural, és a dir, l’estat anomenat ‘salvatge’, així com diversos casos de mutació de la seqüència d’aminoàcids dissenyats experimentalment en laboratoris.
Així, s’han fet un total de 9 anàlisis computacionals: un estat «salvatge», quatre mutants individuals, tres de dobles i un de triple (modificant 0, 1, 2 i 3 aminoàcids en la seqüència original respectivament).

Conclusions

Els resultats de l’anàlisi computacional mostren que la Hipòtesi de la longitud d’hèlix-a, aportació innovadora del treball de recerca, sembla ser certa. Confirmen també consegüentment la hipòtesi de la selecció conformacional enfront l’alternativa de l’acoblament induït.
La llargada de la hèlix-a és també un factor molt important per reduir el temps utilitzat en l’acoblament.
La mutació amb millors resultats experimentals, el Mutant Triple, és també la que adopta la conformació d’hèlix-a més llarga en les anàlisis computacionals. Les mutacions individuals S i T, i la mutació ST_ doble també hi donen bons resultats.
Es pot estendre l’afirmació que la llargada de la hèlix-a és un factor determinant per reduir el temps d’acoblament a tot el conjunt de proteïnes, incloent-hi les IDP.
Addicionalment, hem comprovat que els bons resultats obtinguts mostren que una millora del software pot arribar a constituir un mètode computacional tan vàlid com l’experimental.