Made available in DSpace on 2015-04-11T14:02:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kellen Fabiane da Silva Pinage.pdf: 968503 bytes, checksum: 287e8546d1bf57097a18d1540c5cc374 (MD5) Previous issue date: 2007-09-21 / Protein structure prediction is a process in Molecular Biology by way of which the 3D structure of a protein is determined based on known structures of other proteins. This is an important process because the structure of a protein is a determinant factor for its function in the cell. Knowing a protein s structure allows scientists to describe the kind of activity that the protein performs in the cell and to develop drugs to treat diseases. The prediction process is based on similarity between the amino acid sequences that form proteins: the structure of a target protein is predicted by re-using knowledge on proteins whose structures are already determined and whose amino acid sequences are similar to the former s. Therefore, knowledge reuse occurs in the process of predicting protein structure, but without employing a domain ontology. In this work, we apply a technique of ontology-driven knowledge re-use in protein structure prediction aiming at improving the prediction process in its efficiency and in the quality of the obtained structures. An experiment has been carried out in which the technique was applied to predict the structure of 286 target sequences. There has been improvement as well as loss of quality of predicted structures, whereas a run time performance gain in 38% of the target structures was observed. / Predição de estrutura de proteína é um processo na Biologia Molecular pelo qual a estrutura 3D de uma proteína é determinada com base em estruturas já conhecidas de outras proteínas. É um processo importante porque a estrutura de uma proteína é um fator determinante para sua função na célula. Conhecendo a estrutura de uma proteína, os cientistas podem descobrir que tipo de atividade a proteína realiza na célula e criar drogas para combater doenças. O processo de predição é baseado na similaridade entre as seqüências de aminoácidos que formam proteínas: a estrutura de uma proteína alvo é predita reusando conhecimento de proteínas cujas estruturas já foram determinadas e suas seqüências de aminoácidos são similares à seqüência alvo. Portanto, reuso de conhecimento ocorre no processo de predição de estrutura de proteína, mas sem a utilização de uma ontologia de domínio. Neste trabalho, nós aplicamos uma técnica de reuso de conhecimento baseado em ontologia na predição de estrutura de proteína com o objetivo de melhorar o processo de predição em sua eficiência e qualidade das estruturas obtidas. Um experimento foi realizado no qual a técnica foi aplicada para predizer a estrutura de 286 seqüências alvo. Houve melhorias e perdas de qualidade das estruturas preditas, ao passo que um ganho de performance (tempo de execução) foi observado em 38% das seqüências alvo.

O exossomo é um complexo multiproteico conservado evolutivamente de archaea a eucariotos superiores que desempenha funções celulares essenciais tais como: atividade exoribonucleolítica 3\'→5\', regulação dos níveis de mRNA, maturação de RNAs estruturais e controle de qualidade de RNAs durante os vários estágios do mecanismo de expressão gênica. Em Archaea, o exossomo é composto por até quatro subunidades diferentes, duas com domínios de RNase PH, aRrp41 e aRrp42, e duas com domínios de ligação a RNAs, aCsl4 e aRrp4. Três cópias das proteínas aRrp4 e/ou aCsl4 se associam com o núcleo hexamérico catalítico do anel de RNase PH e completam a formação do complexo. A proteína PaNip7 é um cofator de regulação do exossomo da archaea Pyrococcus abyssi e atua na inibição do complexo enzimático ligando-se simultaneamente ao exossomo e a RNAs. Neste projeto, a reconstituição in vitro do exossomo da archaea Pyrococcus abyssi formado pela proteína de topo PaCsl4 foi obtida. Para tanto foram realizadas análises de interação proteica usando as técnicas de cromatografia de afinidade, gel filtração e SDS-PAGE. Em adição à formação da isoforma PaCsl4-exossomo, um fragmento peptídico correspondente à região C-terminal da PaNip7 foi sintetizado pelo método da fase sólida, purificado por RP-HPLC e o purificado foi caracterizado por LC/ESI-MS almejando realizar futuros experimentos de interação com o exossomo. / The exosome is a multiprotein complex evolutionarily conserved from archaea to higher eukaryotes that performs essential cellular functions such as: 3\'→5\' exoribonucleolytic activity, regulation of mRNA levels, maturation of structural RNAs and quality control of RNAs during the various stages of the gene expression mechanism. In Archaea, the exosome is composed of up to four different subunits, two with RNase PH domains, aRrp41 and aRrp42, and two with RNAs binding domains, aCsl4 and aRrp4. Three copies of the aRrp4 and/or aCsl4 proteins associate with the hexameric catalytic core of the RNase PH ring and complete the formation of the complex. The PaNip7 protein is a regulating cofactor of the Pyrococcus abyssi archaeal exosome and acts in the inhibition of the enzyme complex by binding simultaneously to the exosome and RNAs. In this project, the reconstitution in vitro of the Pyrococcus abyssi archaeal exosome formed by the PaCsl4 top protein was achieved. To this end protein interaction analyses were performed using affinity chromatography, gel filtration and SDS-PAGE techniques. In addition to the formation of the PaCsl4-exosome isoform, a peptide fragment corresponding to the C-terminal region of PaNip7 was synthesized by solid-phase method, purified by RP-HPLC and the purified peptide was characterized by LC/ESI-MS aiming to perform future binding experiments with the exosome.

O exossomo é um complexo multiproteico conservado evolutivamente de archaea a eucariotos superiores que desempenha funções celulares essenciais tais como: atividade exoribonucleolítica 3\'→5\', regulação dos níveis de mRNA, maturação de RNAs estruturais e controle de qualidade de RNAs durante os vários estágios do mecanismo de expressão gênica. Em Archaea, o exossomo é composto por até quatro subunidades diferentes, duas com domínios de RNase PH, aRrp41 e aRrp42, e duas com domínios de ligação a RNAs, aCsl4 e aRrp4. Três cópias das proteínas aRrp4 e/ou aCsl4 se associam com o núcleo hexamérico catalítico do anel de RNase PH e completam a formação do complexo. A proteína PaNip7 é um cofator de regulação do exossomo da archaea Pyrococcus abyssi e atua na inibição do complexo enzimático ligando-se simultaneamente ao exossomo e a RNAs. Neste projeto, a reconstituição in vitro do exossomo da archaea Pyrococcus abyssi formado pela proteína de topo PaCsl4 foi obtida. Para tanto foram realizadas análises de interação proteica usando as técnicas de cromatografia de afinidade, gel filtração e SDS-PAGE. Em adição à formação da isoforma PaCsl4-exossomo, um fragmento peptídico correspondente à região C-terminal da PaNip7 foi sintetizado pelo método da fase sólida, purificado por RP-HPLC e o purificado foi caracterizado por LC/ESI-MS almejando realizar futuros experimentos de interação com o exossomo. / The exosome is a multiprotein complex evolutionarily conserved from archaea to higher eukaryotes that performs essential cellular functions such as: 3\'→5\' exoribonucleolytic activity, regulation of mRNA levels, maturation of structural RNAs and quality control of RNAs during the various stages of the gene expression mechanism. In Archaea, the exosome is composed of up to four different subunits, two with RNase PH domains, aRrp41 and aRrp42, and two with RNAs binding domains, aCsl4 and aRrp4. Three copies of the aRrp4 and/or aCsl4 proteins associate with the hexameric catalytic core of the RNase PH ring and complete the formation of the complex. The PaNip7 protein is a regulating cofactor of the Pyrococcus abyssi archaeal exosome and acts in the inhibition of the enzyme complex by binding simultaneously to the exosome and RNAs. In this project, the reconstitution in vitro of the Pyrococcus abyssi archaeal exosome formed by the PaCsl4 top protein was achieved. To this end protein interaction analyses were performed using affinity chromatography, gel filtration and SDS-PAGE techniques. In addition to the formation of the PaCsl4-exosome isoform, a peptide fragment corresponding to the C-terminal region of PaNip7 was synthesized by solid-phase method, purified by RP-HPLC and the purified peptide was characterized by LC/ESI-MS aiming to perform future binding experiments with the exosome.