Análises de coevolução proteica aplicadas ao Docking de proteínas

Abstract

Interações entre proteínas são críticas para diversos processos celulares. As restrições dessas interações dependem do processo fisiológico que é intermediado. Uma das abordagens mais utilizadas para resolver essas interações entre proteínas em um nível atômico é o docking de proteínas. No entanto, a geração de falsos-positivos é uma desvantagem bem documentada dos algoritmos de docking, surgindo como resultado das limitações das funções de classificação, que são baseadas na descrição das energias de solvatação e da flexibilidade das proteínas. A análise de coevolução de proteínas pode ser útil para contornar este problema. A coevolução de proteínas surge do conceito de coevolução macromolecular e refere-se a mutações correlacionadas de aminoácidos que derivam da seleção natural. A trilha de coevolução pode ser encontrada em um alinhamento múltiplo de sequências , por meio de análises que medem a entropia de suas colunas ou as correlações das sequências homólogas da espécie. Assim, combinamos essas análises e cálculos de docking para melhorar a modelagem de interações proteicas. Buscando novos desenvolvimentos na área, criamos um software, o Docking Score Module (DSM). Especificamente, o DSM recebe como input os modelos tridimensionais que são gerados pelos programas de docking e um baseado nas proteínas que compõem esses modelos. No coração do algoritmo, novos sub-alinhamentos são gerados para cada modelo, compostos exclusivamente por posições de aminoácidos que estão na interface entre as proteínas. Para cada novo alinhamento, o DSM calcula a informação mútua , definida a partir das entropias de informações de Shannon, e o coeficiente de correlação linear , que relata a similaridade filogenética das sequências de proteínas no . O output consiste em um arquivo de texto com informações do trabalho submetido e um gráfico, onde os modelos são ponderados por ou . Para os estudos de caso, nós submetemos onze complexos proteicos a diferentes servidores web de docking. Em um espaço de modelos de docking e levando em consideração os valores de e , os modelos mais bem classificados DSM contêm um maior número de contatos nativos e estão mais próximos do complexo alvo.