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B-SIDER: Algorithme de calcul pour la Conception de Séquences de Feuilles β Complémentaires

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La feuille β est un élément de la structure secondaire de la protéine, et les interactions de feuilles β intra / intermoléculaires jouent un rôle central dans les processus de régulation biologique, y compris l’échafaudage, le transport et oligomérisation. Dans la nature, la formation d’une feuille β est étroitement régulée car l’empilement β dérégulé entraîne souvent des maladies graves telles que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, l’amylose systémique ou le diabète. Ainsi, l’identification des propensions intrinsèques à la formation de feuilles β peut fournir des informations précieuses sur les conceptions de protéines pour le développement de nouvelles thérapeutiques. Cependant, les méthodes de conception basées sur la structure peuvent ne pas être généralement applicables à de tels peptides amyloïdogènes principalement en raison de la plasticité et de la complexité structurelles élevées. Par conséquent, une stratégie de conception alternative basée sur des informations de séquence complémentaires est d’une importance significative. Ici, nous avons développé une méthode de recherche de base de données appelée β-Stacking Interaction DEsign for Reciprocity (B-SIDER) pour la conception de brins β complémentaires. Cette méthode utilise les informations de la base de données structurelle et génère des matrices de score spécifiques à la cible. Le pouvoir discriminatoire de la fonction de score B-SIDER a été testé sur des sous-structures peptidiques amyloïdogènes représentatives par rapport à une matrice de score basée sur des séquences (PASTA 2.0) et deux fonctions de score de conception de protéines ab initio populaires (Rosetta et FoldX). B-SIDER est capable de distinguer les brins β amyloïdogènes de type sauvage en tant qu’interactions privilégiées de manière plus cohérente que d’autres méthodes. B-SIDER a été appliqué de manière prospective à la conception de brins β complémentaires pour un échafaudage splitGFP. Trois variantes ont été identifiées pour avoir des interactions plus fortes que la séquence originale sélectionnée par une évolution dirigée, émettant des intensités de fluorescence plus élevées. Nos résultats indiquent que B-SIDER peut être applicable à la conception d’autres brins β, aidant au développement de thérapeutiques contre les peptides amyloïdogènes liés à la maladie.

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