10/4/2014

Recents avenços per a l'estudi de les proteïnes i les seves interaccions

El grup de recerca en Bioinformàtica Estructural del GRIB (IMIM-UPF) que lidera Baldo Oliva ha presentat dos servidors web que facilitaran l'estudi de les configuracions de proteïnes i l'expressió de gens que intervenen en la manifestació de diverses malalties.

Un dels servidors desenvolupats pel grup de recerca  en Bioinformàtica Estructural s'anomena FRAGRUS i està adreçat al disseny de proteïnes. Aquest treball publicat a Bioinformatics s'ha fet en col·laboració amb Narcís Fernández-Fuentes, cap de grup de Bioinformàtica a la Universitat de Aberystwyth (Regne Unit), investigador que està fent una estada de recerca de dos anys a la Universitat Pompeu Fabra gràcies a un ajut TecnioSpring d'ACCIÓ.

En el disseny computacional basat en l'estructura de les proteïnes és freqüent recórrer a la remodelació d'un o més fragments curts de l'estructura proteica per aconseguir noves funcions o noves interaccions. Aquesta remodelació es pot crear de nou o es pot fer a partir de la redistribució de fragments ja existents extrets d'estructures proteiques ja conegudes.

FRAGRUS és un servidor web dissenyat per provar conformacions alternatives de proteïnes extretes de fragments d'estructures super-secundàries funcionals provinents d'estructures proteiques conegudes. El mètode empra una base de dades de motius estructurals secundaris anomenats smotifs.

L'altre servidor web desenvolupat es el GUILDify per a la caracterització fenotípica de gens. Les xarxes d'interacció de proteïnes, tant si es coneix o no la seva estructura, són eines valuoses per a l'estudi de les malalties. En aquests darrers anys la priorització de gens associats a malalties ha estat clau per a la identificació de noves dianes terapèutiques, sobretot en casos en què múltiples gens que actuen cooperativament ha dificultat la seva cerca.

Com ha manifestat Baldo Oliva: "l'estudi de les interaccions físiques entre proteïnes codificades per gens implicats en malalties específiques ha permès fer servir el principi de "culpabilitat per associació" per tal de predir aquestes noves dianes".

El servidor GUILDify és un servidor web fàcil d'utilitzar per a la caracterització fenotípica de gens i es presenta en un article publicat igualment a la revista Bioinformatics. S'espera que aquest servidor sigui de gran utilitat per a l'estudi de malalties, per a predir dianes terapèutiques, així com també, per suggerir els medicaments més adients per a una determinada malaltia seleccionada per l'usuari.

"El servidor web GUILDify es caracteritza per no restringir l'assignació de prioritats a qualsevol fenotip predefinit, permetent afegir a la cerca gens especificats per l'usuari. També dóna prioritat a les drogues segons les seves dianes terapèutiques, tot i que no descarta reutilitzar aquests mateixos fàrmacs com a possibles dianes de noves teràpies", segons ha explicat Baldo Oliva.

Treballs de referència:

Bonet J, Segura J, Planas-Iglesias J, Oliva B, Fernández-Fuentes, N (2014), "Frag'rUs: knowledge-based sampling of protein backbone conformations for de novo structure-based protein design", Bioinformatics, doi: 10.1093/bioinformatics/btu129.

Guney E, García-García J, Oliva B (2014), "GUILDify: a web server for phenotypic characterization og genes through biological data integration and network-based priorization algorithms", Bioinformatics, doi: 10-1093/bioinformatics/btu092.