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Previous issue date: 2017-02-23 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / Protein structure prediction from just the amino acid sequence continues to be a major
challenge in structural bioinformatics. If at all possible, prediction needs to be accurate and
fast. In this project, it is proposed and tested the effects of cotranslation within an ideal
ribosomal channel model in protein structure prediction using classical molecular dynamics
and replica-exchange molecular dynamics simulations. An ideal ribosomal channel model was
built, different translation speeds were used and compared the results to control simulations.
Different translation speeds were tested to verify their influence on predictions, and the best
results were observed at translation speeds between 80 and 200 ps. The quality of the
predicted models were as low as 0.3 ? and 1.0 for the RMSDs and GDT-TS parameters,
respectively, for simulations of just 50 ns. Overall, the use of this approach to protein
structure prediction has successfully produced native and near-native structures in three of
the four proteins investigated, thus reaching accuracy and speed as expected. As a conclusion,
using cotranslation within an IRCM is a promising approach to predict native-like 3D structures
of mini-proteins successfully. Improvements to the methodology should allow the prediction
of 3D structures of larger proteins of biological and biomedical interest. / A predi??o de estrutura 3D de prote?nas partindo apenas da sequ?ncia de amino?cidos ainda
? um grande desafio em bioinform?tica estrutural. Apesar da dificuldade, a predi??o precisa
de ser acurada e r?pida. Nesta disserta??o, prop?e-se e mesuram-se os efeitos da co-tradu??o
e o uso de um modelo ideal de canal ribossomal na predi??o da estrutura 3D de prote?nas,
fazendo uso de din?mica molecular cl?ssica e din?mica molecular com intercambio de
r?plicas. O modelo do canal ribosomal constru?do foi testado com diferentes velocidades de
tradu??o, e os resultados foram comparados com simula??es padr?o. Foram testadas
diferentes velocidades de tradu??o para verificar sua influ?ncia nas predi??es, e as
velocidades que apresentaram os melhores resultados ficaram na faixa de 80 at? 200 ps. A
qualidade dos modelos preditos foram boas, apresentando valores de GDT-TS de 1,0, assim
como 0,3 ? para RMSD para simula??es de apenas 50 ns. No geral, demostra-se que o uso
desta abordagem na predi??o da estrutura de prote?nas, produz satisfatoriamente estruturas
nativas ou perto da nativa em tr?s de quatro prote?nas testadas, atingindo assim a acur?cia e
velocidade esperadas. Como conclus?o, o uso da co-tradu??o com um modelo do canal
ribosomal ? uma abordagem promissora para a predi??o de estruturas de mini prote?nas perto
da estrutura nativa. Melhoras na metodologia e no modelo permitir?o uma predi??o de
estruturas 3D de prote?nas maiores de interesse biol?gico e biom?dico.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/7394 |
| Date | 23 February 2017 |
| Creators | Borja, Carlos Eduardo Sequeiros |
| Contributors | Souza, Osmar Norberto de |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Biologia Celular e Molecular, PUCRS, Brasil, Faculdade de Bioci?ncias |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 8198246930096637360, 600, 600, 600, 600, 600, 36528317262667714, -1634559385931244697, 2075167498588264571, -2555911436985713659 |
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