Java Protein Dossier-JPD

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Java Protein Dossier
Arquivo de coordenadas pdb
HEADER
COMPND
SOURCE
AUTHOR
REVDAT
JRNL
REMARK
REMARK
REMARK
SEQRES
SEQRES
SEQRES
FTNOTE
FTNOTE
SCALE1
SCALE2
SCALE3
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
COMPLEX(SERINE PROTEINASE-INHIBITOR)
04-MAR-88
1CHO
ALPHA-CHYMOTRYPSIN (E.C.3.4.21.1) COMPLEX WITH TURKEY
BOVINE (BOS $TAURUS) PANCREAS AND TURKEY (MELEAGRIS
M.FUJINAGA,A.R.SIELECKI,R.J.READ,W.ARDELT,M.LASKOWSKI
1
16-JUL-88 1CHO
0
REF
J.MOL.BIOL.
V. 195
397 1987
2 RESOLUTION. 1.8 ANGSTROMS.
3 REFINEMENT. BY THE RESTRAINED LEAST SQUARES PROCEDURE OF
3 THE R VALUE IS 0.168 FOR 19178 REFLECTIONS
1 E 245 CYS GLY VAL PRO ALA ILE GLN PRO VAL LEU SER GLY LEU
2 E 245 EXC EXC ILE VAL ASN GLY GLU GLU ALA VAL PRO GLY SER
5 I
56 PHE GLY LYS CYS
1 LYS E 36 - POOR DENSITY FOR ALL ATOMS BEYOND CG.
2 GLY E 74 THROUGH SER E 77 - POOR DENSITY FOR BOTH SIDE
0.022262 0.000000 0.005509
0.00000
0.000000 0.018342 0.000000
0.00000
0.000000 0.000000 0.018016
0.00000
1 N
CYS E
1
-15.451 30.900 -6.779 1.00 19.02
2 CA CYS E
1
-15.185 29.544 -7.307 1.00 17.58
3 C
CYS E
1
-14.777 29.619 -8.768 1.00 17.23
4 O
CYS E
1
-15.105 30.601 -9.455 1.00 16.79
5 CB CYS E
1
-16.428 28.675 -7.320 1.00 16.57
6 SG CYS E
1
-17.883 29.299 -8.170 1.00 19.13
7 N
GLY E
2
-14.110 28.558 -9.177 1.00 16.79
8 CA GLY E
2
-13.678 28.296 -10.503 1.00 15.13
9 C
GLY E
2
-12.640 29.105 -11.184 1.00 17.48
10 O
GLY E
2
-12.427 28.886 -12.414 1.00 16.69
11 N
VAL E
3
-11.950 29.979 -10.481 1.00 18.30
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Paula Kuser Falcão
1CHO
22
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
1CHO
61
62
84
86
88
153
154
155
156
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160
161
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163
164
165
166
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Parâmetros
Seqüência de Resíduos (ResBoxes)
Na linha ResBoxes a seqüência de resíduos relatada no arquivo PDB é apresentada
utilizando-se o código de uma letra para resíduos. Os resíduos para os quais a
densidade eletrônica no experimento de difração por raio X não permitiu sua
visualização são apresentados como gaps ou indeterminados.
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Parâmetros
Contatos Internos (ITC)
Contatos intramoleculares ou internos são aqueles entre resíduos de uma mesma cadeia
protéica. Os contatos são apresentados em forma de um gráfico de barras onde a altura
corresponde à quantidade de contatos e um código de cores é utilizado para distinguir
entre os diversos tipos de contatos:
a)
Hidrofóbicos;
b)
Eletrostática atrativas;
c)
Eletrostática repulsivas;
d)
Ligação de hidrogênio cadeia principal – cadeia principal;
e)
Ligação de hidrogênio cadeia principal – água – cadeia principal;
f)
Ligação de hidrogênio cadeia principal – água – água – cadeia principal;
g)
Ligação de hidrogênio cadeia principal – cadeia lateral;
h)
Ligação de hidrogênio cadeia principal – água – cadeia lateral;
i)
Ligação de hidrogênio cadeia principal – água – água – cadeia lateral;
j)
Ligação de hidrogênio cadeia lateral – cadeia lateral;
k)
Ligação de hidrogênio cadeia lateral – água – cadeia lateral;
l)
Ligação de hidrogênio cadeia lateral – água – água – cadeia lateral;
m)
Interação aromática;
n)
Pontes de sulfeto.
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Parâmetros
Contatos na Interface (IFC)
Quando o arquivo PDB possui mais de uma cadeia protéica, formando um complexo
molecular, o JPD apresenta uma linha referente a contatos intermoleculares. Na são apresentados,
para cada resíduo de cada cadeia, a quantidade de contatos intermoleculares em que o resíduo está
envolvido.
Interface (IFR - Interface Forming Residues )
Em um complexo (proteína/proteína, proteína/DNA) a região de interação entre duas cadeias é
denominada Interface .
Definição IFR: resíduos para os quais a área acessível por solvente calculada para as cadeias
inseridas no complexo é menor que aquela calculada para as cadeias isoladas. Esta perda de área
após a formação do complexo indica que o resíduo se encontra muito próximo da outra cadeia.
Extended Interface, identificada pelos resíduos grifados em azul. A Extended Interface é
formada por resíduos que não perderam área acessível por solvente quando em complexo, mas
possivelmente fazem contatos com resíduos que se encontram na outra cadeia.
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Parâmetros
Prosite
O Prosite (Hofmann,1999) é um banco de dados que identifica padrões de
sítios que possuem funções importantes em proteínas conhecidas. Nesta linha,
o JPD identifica se o resíduo pertence a algum padrão descrito no Prosite.
Estrutura Secundária
O JPD apresenta três diferentes fontes de determinação de estruturas secundárias.
SS_PDB: estruturas secundárias relatadas pelo autor no arquivo PDB.
SS_DSSP: SS extraídas do banco de dados HSSP – (Homology-Derived Secondary Structure of Proteins)
SS_Stride: SS calculadas de acordo com o método STRIDE – secondary STRucture IDEntification
LP (Ligand Pocket forming residues):
WC (Water Pocket forming residues):
SF ( surface forming residues):
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aminoácidos que têm átomos a uma distância
de até 4 A do ligante.
resíduos que estão a uma distância de até
4.0 A de moléculas de água cristalográficas.
amino ácidos que estão na superfície
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Parâmetros
Fator de Temperatura (Temp. Factor)
0
100
O Fator de Temperatura indica o grau de mobilidade dos átomos no cristal.
Na linha Temp. Factor, apresentada pelo JPD, estão coloridos o fator de temperatura do
carbono alfa, o valor médio, e o valor máximo do resíduo. Posicionando-se o mouse sobre esta linha para
um determinado resíduo, os valores aparecem.
Acessibilidade (Acessibility)
Indica a quantidade de área acessível por solvente. Os valores são calculados através do
programa Surfv.
Acessibilidade de resíduos para cadeias em complexo: 0
214
Área acessível ao solvente para a situação em que a cadeia a que o resíduo pertence participa de um
complexo de moléculas.
Acessibilidade de resíduos para cadeia isolada: 0
214
Área acessível ao solvente quando a cadeia a que o resíduo pertence está isolada.
Acessibilidade relativa de resíduos: 0
1
Razão entre valor de área acessível ao solvente quando a cadeia está isolada e valor máximo possível
para o resíduo. Indica o percentual da área do resíduo exposta ao solvente.
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Parâmetros
Entropia Relativa
(baixa
alta)
A Entropia Relativa é uma medida do grau de conservação em uma
determinada posição da seqüência protéica. Se a entropia relativa é baixa, há uma
indicação de que o resíduo tende a permanecer o mesmo durante a evolução. Se e
entropia relativa é alta, naquela posição a natureza promoveu diversas mudanças que
não alteraram nem a estabilidade e nem a função da proteína.
Confiabilidade (Reliability): um indicador de confiança para a entropia
relativa.
É a razão entre o número de seqüências que participam do alinhamento utilizado
para cálculo da entropia relativa e o número total de seqüências utilizadas no
alinhamento.
0
1
Se o valor de reliability é baixo, isto indica que a informação de entropia relativa
para aquela posição é pouco confiável; se o valor de confiabilidade é alto, pode-se
dizer que a informação sobre a entropia relativa para aquela posição é mais relevante.
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Parâmetros
Entropia Relativa e Confiabilidade são informações extraídas do
HSSP– Homology-Derived Secondary Structure of Proteins.
# SEQUENCE PROFILE AND ENTROPY
SeqNo PDBNo
V
L
I
M
F
1
1 E
0
0
0
0
0
2
2 E
0
0
0
0
0
3
3 E 100
0
0
0
0
19
20
21
22
23
24
25
23
24
25
26
27
28
29
E
E
E
E
E
E
E
7
5
0
0
5
0
0
4
5
1
1
1
0
0
2
14
0
0
3
0
0
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1
0
0
0
0
0
0
0
2
0
0
21
0
6
W
0
0
0
0
0
0
0
25
0
59
Y
G
0
0
0 100
0
0
1
0
2
0
5
0
28
2
1
40
0
0
1
0
A
0
0
0
P
0
0
0
S
0
0
0
7
6
3
8
7
1
0
6
33
0
0
0
95
0
9
1
6
40
3
0
2
T
C
0 100
0
0
0
0
8
1
3
2
1
0
0
0
0
0
0
3
0
0
H
0
0
0
R
0
0
0
K
0
0
0
2
1
20
0
7
0
4
9
6
1
3
9
1
0
12
9
1
6
0
0
0
Paula Kuser Falcão
Q RELENT
0
0
0
0
0
0
4
3
1
10
9
0
0
88
76
63
65
75
10
36
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Ângulos de torsão  e  (Dihedral Angles)
Parâmetros
Indica a região em que o resíduo se encontra no Diagrama deRamachandran.
O Diagrama de Ramachandran mostra se o amino ácido tem uma conformação
permitida para uma macromolécula.
Posicionando-se o mouse sobre esta linha, os valores dos ângulos de torsão calculados
para o resíduo são apresentados.
Legenda JPD
região mais favorável
região permitida
região generosamente permitida
região não permitida
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Superfície: onde a ação acontece
Um aspecto elementar da biologia envolve o reconhecimento entre moléculas.
As interações entre macromoléculas biológicas dependem fortemente
das características das superfícies que
interagem.
 Mapear as propriedades nas
superfícies moleculares
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Parâmetros
Potencial Eletrostático (E.Potential)
-180.0
• O Potencial eletrostático na superfície da proteína
é calculado utilizando-se o programa Grasp.
• Pode ser usado como ferramenta na análise
da estrutura e função da proteína.
• Interações eletrostáticas governam as
interações entre proteínas e ligantes,
são importantes na determinação da estabilidade
das proteínas, mapeamento de canais, etc.
• Demonstra a afinidade de determinadas
regiões da superfície da proteína por
determinados tipos de carga – positiva ou negativa.
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180.0
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Parâmetros
Curvatura na Superfície (Curvature)
A superfície de uma proteína não é plana,
ela possui regiões côncavas e convexas.
Cavidades ou saliências na superfície
protéica são um primeiro indicativo de que
estas regiões constituem-se em sítios
importantes para interação com outras
moléculas.
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Parâmetros
Curvatura na Superfície (Curvature)
Importância: Docking = Processo de encaixar duas moléculas em três
dimensões.
Em aplicações de docking, a condição de complementaridade das superfícies
das interfaces determina que a curvatura média das superfícies que interagem
sejam opostas em sinal e iguais em magnitude.
Estrutura alvo
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Ligante
Droga líder
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Parâmetros
Curvatura na Superfície (Curvature)
-1
O cálculo da curvatura é feito
utilizando-se o programa
SurfRace e considerando-se
os LHAs (Last Heavy Atoms)
de cada aminoácido.
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1
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Parâmetros
Hidrofobicidade
-9
5
Amino
ácidos Folding
hidrofóbicos, por não terem
Importância:
afinidade
com a água,
tendem
a se agrupar
no
Uma importante
força
que parece
dominar
interior.
o processo de enovelamento das proteínas
Resíduos hidrofílicos, que têm afinidade com
envolve a exclusão de moléculas de água
água, tendem a ficar na parte exterior da
do interior da proteína.
molécula.
Procura-se
saber quais partes
da com a
Valores
de hidrofobicidade
de acordo
escala
deda proteína
hidrofobicidade,
superfície
tem mais determinada
chances
experimentalmente
de interagir entrepor
si. Radzicka & Wolfenden
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Parâmetros
Dupla Ocupância
Na etapa de interpretação da densidade eletrônica, algumas vezes, o
cristalógrafo depara-se com a situação em que os átomos de um resíduo
parecem ocupar diferentes posições no espaço para as diferentes moléculas
de proteína no cristal.
Diz-se nestes casos que o resíduo apresenta
conformação dupla e todas as coordenadas
atômicas são relatadas. Estes resíduos são
apresentados na linha Double Occupancy
4ltz.pdb
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
ATOM
667
668
669
670
671
672
673
674
N
CA
C
O
CB
CB
OG
OG
SER
SER
SER
SER
ASER
BSER
ASER
BSER
85
85
85
85
85
85
85
85
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-1.980
-2.647
-2.234
-1.894
-4.162
-4.157
-4.703
-4.728
3.118
2.881
3.900
5.006
2.927
3.018
4.129
2.368
19.736
18.465
17.377
17.680
18.700
18.734
19.233
17.625
1.00
1.00
1.00
1.00
0.37
0.63
0.37
0.63
13.21
13.32
12.08
13.09
13.29
14.08
13.07
24.41
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Funções
Função Sting It
Esta função permite o
mapeamento e a visualização de
resíduos ou parâmetros
apresentados na estrutura
tridimensional da proteína. Isso
permite, por exemplo, a
identificação na estrutura das áreas
mais conservadas na proteína.
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Funções
Funções Split e Two PDBs
No seu modo de operação normal, o
JPD exibe todas as cadeias da proteína em
um único painel com uma barra de
rolagem vertical.
No modo Split, a tela é dividida em
dois painéis, cada um apresentando os
parâmetros
referentes
a
uma
cadeia/proteína com barras de rolagem
horizontal.
Para a iteratividade necessária no
processo de modelagem por homologia,
pode-se usar a função Two PDBs, que
permite comparar o modelo com a
estrutura que está sendo utilizada como
template.
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Funções
Função Map Contacts on Sequence
Permite que se verifique
rapidamente todos os potenciais
contatos para um determinado
resíduo.
Quando ativada, marca o resíduo
de interesse com a cor branca e
todos os resíduos que são potenciais
contatos na cor azul.
As barras correspondentes são
apresentadas de forma intermitente.
Também é possível mapear os
contatos de Interface entre duas
cadeias de maneira similar.
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Funções
Função Select Residues
Em geral, as proteínas contém
alguns resíduos que tem uma
importância maior para a estabilidade
de sua estrutura ou a realização de
sua função. Um dos objetivos do JPD
é
exatamente
apresentar
um
conjunto de parâmetros capaz de
fornecer
subsídios
para
a
identificação destes resíduos. Por
exemplo,
resíduos
conservados
(baixa entropia relativa) na superfície
pode ser indicativo de um sítio ativo.
A função Select Residues
permite
que
resíduos
sejam
selecionados
especificando
um
conjunto de restrições baseadas nos
parâmetros apresentados pelo JPD.
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