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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85442| Type: | TCC |
| Title: | Análise da variação de estabilidade conformacional de proteínas decorrente de mutações pontuais |
| Authors: | Duarte, Igor Oliveira |
| Advisor: | Trevizani, Raphael |
| Keywords in Brazilian Portuguese : | Predição de estabilidade;Mutação sítio-dirigida;Análise estatística |
| Keywords in English : | Stability prediction;Site-directed mutagenesis;Statistical analysis |
| Knowledge Areas - CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS |
| Issue Date: | 2017 |
| Citation: | DUARTE, Igor Oliveira. Análise da variação de estabilidade conformacional de proteínas decorrente de mutações pontuais. 2017. 62 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Biotecnologia) — Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | Proteínas possuem diversas aplicações biotecnológicas e são particularmente convenientes devido a sua especificidade. Porém, limitações naturais de proteínas ainda são um barreira para sua utilização industrial, como na falta de estabilidade em temperaturas altas, afinidade insuficiente pelo substrato e baixa eficiência catalítica; no caso da indústria farmacêutica, proteínas têm seu uso restrito por conta de seu potencial imunogênico. A engenharia de proteínas é capaz de alterar características de proteínas através de mutações em sua estrutura primária, porém, em qualquer mutação conduzida em proteínas, a estabilidade é uma característica que deve ser preservada. Mutagênese sítio-dirigida é a maneira mais eficiente de geração de mutantes, entretanto, métodos computacionais ainda não são capazes de prever corretamente como mutações devem ser preferencialmente conduzidas. Este trabalho teve como objetivo estudar a maneira como descritores que envolvem estrutura do sítio de mutação e identidade de aminoácidos refletem na variação de estabilidade após mutação. A investigação foi baseada em um banco de dados experimental que reúne 3605 mutações pontuais e sua variação de estabilidade calculada em termos de DDG, que foi o parâmetro utilizado para diferenciar mutações com impacto neutro na estabilidade(- 1 kcal/mol < DDG < 1 kcal/mol), de mutações com impacto favorável (DDG ≤ - 1 kcal/mol). Dois descritores estruturais foram avaliados para caracterizar a influência do sítio de mutação: área superficial acessível ao solvente (SASA) e estrutura secundária (SS); e três descritores de identidade foram analisados para caracterizar os resíduos envolvidos na substituição: volume, massa molecular e hidrofobicidade. Os resultados apontam que a SASA possui influência direta na estabilidade, já que o valor de SASA está relacionado à proximidade de um aminoácido ao centro hidrofóbico. Estrutura secundária, porém, não apresentou grande importância em diferenciar mutações neutras de favoráveis. Massa molar e volume foram considerados equivalentes e apresentaram influência na estabilidade, ao contrário da hidrofobicidade, que apresentou baixa relevância na distinção de mutações neutras de favoráveis. Os resultados esclarecem algumas das relações entre os descritores e a estabilidade, porém a análise mais aprofundada dos descritores e a investigação de novos descritores ainda são necessárias a fim de que os melhores parâmetros para uma mutação sejam preditos. |
| Abstract: | Proteins have a number of biotechnological applications and are particularly convenient for their specificity. However, the industrial use of proteins can be limited by their lack of stability in high temperatures, insufficient affinity by the substrate and the number of reactions it catalyzes, whereas the therapeutic use is restricted by their potential immunogenicity. A protein can be engineered for new purposes, such as increased affinity, via a series of mutations in its primary sequence, but all protein engineering projects must account for the protein stability. Site-directed mutagenesis is the cheapest way of generating new mutants, however, in silico methods are still inefficient in predicting how it should be preferrably conducted. This work aimed to study how mutation site and amino acid features reflect on the change of stability of a protein structure that undergoes a single-point mutation. The investigation was based on an experimental dataset of 3605 single-point mutants along with their DDG values, which were used to classify mutations in two groups of interest: neutral mutations, when there is no significant effect on stability, or favorable ones, when DDG is smaller than - 1 kcal/mol. Two structural features were studied to account for choosing the most suitable mutation site for each group of interest: solvent accessibility surface area (SASA) and secondary structure (SS); and three amino acid features were studied to investigate how amino acid identity can influenciate on protein stability changes: volume, molar mass and hydrophobicity. Results show that SASA values influenciate directly on stability, since SASA values can suggest if the mutation site is near the hydrophobic core. Secondary structure, however, does not play a significant role on separating neutral mutations from favorable ones according to the results. Molar mass and volume are found to be equivalent and important to stability, however, results on hydrophobicity suggest a low relevance of this feature on protein stability changes. The results are elucidative but further analysis of these descriptors, as well as investigation of new ones, are still necessary to accomplish mutation features prediction. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85442 |
| Author's Lattes: | https://lattes.cnpq.br/9390341742223481 |
| Advisor's Lattes: | https://lattes.cnpq.br/7223174055569374 |
| Access Rights: | Acesso Aberto |
| Appears in Collections: | BIOTECNOLOGIA - Monografias |
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