Bioinformática estrutural

Alinhamento de estruturas 3D com o software Multiprot

MultiProt é um software automatizado e eficiente para detecção de múltiplos alinhamentos estruturais de proteínas. Seu princípio básico visa encontrar os núcleos geométricos comuns entre as moléculas de entrada. Isso não exige que todas as moléculas de entrada participem do alinhamento, o que permite que o algoritmo seja mais rápido e eficiente quando comparada a outros alinhadores estruturais, permitindo ainda alinhar várias estruturas ao mesmo tempo [9]. Multiprot pode ser executado pelo site http://bioinfo3d.cs.tau.ac.il/MultiProt ou pode ser instalado localmente e executado via linha de comando.

Executando o Multiprot localmente

Multiprot pode ser baixado para execução em servidor Linux pelo endereço: http://bioinfo3d.cs.tau.ac.il/MultiProt/index_v1.6.html. Os arquivos do Multiprot estão compactados em formato tar. Após a extração (utilize o comando tar -xvf multiprot[versão-atual].tar para descompactar), execute o arquivo multiprot.Linux, que está dentro da pasta extraída:

./multiprot.Linux protein1.pdb protein2.pdb protein3.pdb protein4.pdb

Em que protein1.pdb, protein2.pdb, protein3.pdb e protein4.pdb são os caminhos para os arquivos em formato PDB das proteínas a serem alinhadas.

O programa gera três arquivos de saída:

  • log_multiprot.txt, que contém os parâmetros utilizados no alinhamento e a saída do programa;
  • n_sol.res (em que “n” é o número de moléculas alinhadas), que contém o registro das equivalências. O programa pode gerar mais de uma possível solução para as equivalências. Elas são numeradas e descritas nesse arquivo;
  • n_sets.res (em que “n” é o número de moléculas alinhadas), que contém uma lista com os fragmentos contíguos multiplamente alinhados.

A seguir, será apresentado um exemplo de uso. Para este estudo de caso, realizaremos o alinhamento da beta-glicosidase do fungo Humicola insolens (PDB ID: 4MDP) e da beta-glicosidase do cupim Neotermes koshunensis (PDB ID: 3VIK). Os arquivos PDB de 3VIK e 4MDP foram baixados em https://www.rcsb.org/structure/3vik e https://www.rcsb.org/structure/4mdp, respectivamente. Eles foram movidos para o mesmo diretório em que se encontra o executável do Multiprot, que foi executado via terminal pelo comando:

./multiprot.Linux 3VIK.pdb 4MDP.pdb

Esse comando gerou como saída o arquivo log_multiprot.txt (Figura 32A), que contém o log de execução com parâmetros e informações, como por exemplo, o tempo de execução e o tamanho da maior solução de alinhamento proposta. A principal saída é o arquivo 2_sol.res (Figura 32B), que contém os pares de átomos alinhados com os equivalentes na outra proteína. Além disso, é criado o arquivo 2_sets.res (Figura 32C), que contém uma lista dos arquivos de entrada e algumas configurações usadas na execução do programa.

(A)
(B)
(C)

Figura 32. Resultados do Multiprot. (A) Arquivo log_mutiplot.txt. (B) Fragmento do arquivo gerado 2_sol.res. (C) Arquivo gerado 2_sets.res. Fonte: próprio autor.

Nesse exemplo do alinhamento de 3VIK com 4MDP (Figura 32B), vemos que o Multiprot considerou que o resíduo V28 da cadeia A de 3VIK está em uma posição equivalente ao resíduo M1 da cadeia A de 4MDP. Vemos ainda outras correspondências como T30 com L472, F31 com L3, P32 com P4, D33 com P5, E34 com D6 e assim por diante. Perceba que os resíduos não precisam ser iguais para que Multiprot indique uma correspondência. Para que haja correspondência, Multiprot detecta o resíduo mais próximo da referência quando as proteínas forem sobrepostas. Parâmetros podem ser utilizados ainda para definir qual será o ponto de referência (em geral, é utilizada a coordenada do carbono-alfa). Para conferir quais parâmetros podem ser modificados, consulte a documentação.

Clique aqui para acessar a próxima seção do capítulo.


Sumário

Este texto foi retirado do capítulo “Alinhamento estrutural” de Santos e colaboradores (ainda não publicado). Para um melhor entendimento, dividimos o capítulo em sete partes:

Sumário
1. Introdução
2. Alinhamento de estruturas 3D com PyMOL
3. Alinhando estruturas por linha de comando com PyMOL
4. Alinhamento de estruturas 3D com TM-align
5. Alinhamento de estruturas 3D com Multiprot
6. Alinhamento de estruturas 3D com Mustang
7. Alinhamentos híbridos com PROMALS3D
Referências bibliográficas
Boa leitura!

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