Bioinformática estrutural

Alinhamento de estruturas 3D com o software MUSTANG

O MUSTANG (MUltiple protein STructural AligNment alGorithm) [10] é um software desenvolvido para realizar alinhamento estrutural múltiplo de proteínas (Figura 33). Possui código-aberto desenvolvido em C++. Sua estratégia de alinhamento sobrepõe as estruturas a partir das posições espaciais dos carbonos alfa (Cα) dos aminoácidos. O seu algoritmo utiliza uma heurística progressiva em pares e passos de refinamentos são realizados para otimizar o resultado, a fim de encontrar bons alinhamentos.

Figura 33. Logotipo da ferramenta Mustang. Fonte: https://lcb.infotech.monash.edu/mustang/.

Instalação do MUSTANG

A versão atual da ferramenta MUSTANG pode ser baixada através da página: https://lcb.infotech.monash.edu/mustang/. Para instalar o MUSTANG no sistema operacional Linux, com distribuições baseadas no Debian (Ubuntu por exemplo), basta executar o comando:

>> sudo apt-get install mustang

Para sistemas operacionais Windows e demais distribuições Linux, é necessário realizar o download do código-fonte e compilá-lo no computador. Para isso, o computador deve possuir o compilador g++ que irá compilar o código-fonte e irá criar o executável do MUSTANG. Os passos a seguir descreverão esta etapa.

Para Windows, baixe e instale MinGW. Após a instalação, irá surgir uma janela para gerenciar os compilares a serem instalados. Nela, clique em “All Packages” e marque os pacotes “mingw32-gcc-v3-g++-bin” e “mingw32-make-bin” (Figura 34).

Figura 34. Instalando os pacotes necessários para compilar o MUSTANG. Fonte: próprio autor.

Utilizando o MUSTANG por linha de comando

Para utilizar o Mustang via linha de comando, deve-se informar o comando mustang seguido do parâmetro -i e os arquivos de entrada, como por exemplo:

>> mustang -i proteina1.pdb proteina2.pdb

No exemplo a seguir, é realizado o alinhamento entre os arquivos PDB de código 1a1m e 1a1n (Figura 35). Para alinhar as duas estruturas de proteínas foi usada a opção -i: 1a1m_C_A.pdb e 1a1n_C_A.pdb. Ainda foi requisitado o RMSD (opção -r ON) e o arquivo de saída contendo as estruturas sobrepostas foi descartado (opção -s OFF).

Figura 35. Exemplo de execução do MUSTANG, alinhando duas estruturas de proteínas (opção -i: 1a1m_C_A.pdb e 1a1n_C_A.pdb), retornando o resultado do RMSD (opção -r ON) e descartando o arquivo de saída contendo as estruturas sobrepostas (opção -s OFF). Fonte: próprio autor.

Como resultado, obteve-se um arquivo no formato HTML (Figura 36). Por ele é possível ver o alinhamento estrutural simplificado em suas sequências. O formato HTML permite que o arquivo seja visualizado em navegadores, como Chrome e Firefox, e com isso, destacando com cores a natureza química dos aminoácidos.

Figura 36.: Exemplo do arquivo de saída results.html. Fonte: próprio autor.

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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