• para obter uma caracterização quantitativa detalhada e completa de bolsas de superfície e vazios interiores de proteínas usando CASTp (Atlas computado de topografia de superfície de proteínas).

• para familiarizar com o CASTp de recursos online.

as proteínas são uma das unidades fundamentais importantes de todas as células vivas. As proteínas têm uma ampla gama de funções dentro de todos os seres vivos. Algumas das funções importantes, como a replicação do DNA, catálise de reações metabólicas, transporte de moléculas de um local para outro, etc. são realizados com a ajuda de proteínas.

Os blocos de construção das proteínas são os aminoácidos. Os aminoácidos são feitos a partir de um grupo funcional amina (-NH2) e ácido carboxílico (-COOH), bem como uma cadeia lateral que é específica para cada aminoácido. Há quase 20 aminoácidos encontrados no corpo humano que geralmente varia em seus grupos R. Nas proteínas, os aminoácidos estão ligados entre si por meio de ligações peptídicas. Uma ligação peptídica é formada quando o grupo carboxilo de um aminoácido Está ligado ao grupo amino de outra molécula através de uma ligação covalente.

as proteínas diferem umas das outras na sua estrutura, principalmente na sua sequência de aminoácidos. A estrutura explica os diferentes níveis de organização de uma molécula de proteína. A estrutura proteica é classificada em primário, secundário, terciário e quaternário. A sequência linear a cadeia polipeptídica do aminoácido refere-se à estrutura primária das proteínas. The intermolecular and intra-molecular hydrogen bonding between the amide groups in primary structure of protein form secondary structure. Hélices alfa e folhas beta são as duas estruturas secundárias importantes em proteínas. A estrutura tridimensional de uma única molécula de proteína refere-se à estrutura terciária. A estrutura quaternária é formada por várias moléculas proteicas ou cadeias polipeptídicas.

a interacção com moléculas como substrato, ligante, ADN e outros domínios ajuda as proteínas a desempenhar a sua função específica. A estrutura tridimensional da proteína dá a forma necessária e características físico-químicas para facilitar tais interações. A relação entre a estrutura proteica e sua função pode ser estudada através da informação estrutural das regiões de superfície proteica. Particularmente, um estudo das regiões de superfície proteica permite compreender o mecanismo enzimático, que ajuda a determinar a especificidade de ligação. Além disso, as funções biológicas das estruturas proteicas (recém-resolvidas) com uma função desconhecida podem ser identificadas.

CASTp

O CASTp (Calculado Atlas da Topografia da Superfície das proteínas) web server é uma ferramenta online que localiza, medir e caracteriza os bolsos sobre a proteína de superfície e vazios no interior das proteínas. Estas bolsas de superfície e vazios são as regiões côncavas de proteínas que são geralmente correlacionadas com atividades de ligação. CASTp usa a forma alfa e o algoritmo de bolso desenvolvido em geometria computacional (Jie Liang et al., 2003) para delinear e medir as bolsas de superfície e vazios em proteínas. Em CASTp, as bolsas de superfície são explicadas como regiões côncavas de proteínas com locais de ligação na abertura. Estes bolsos também permitem fácil acesso de moléculas de água do exterior. Os vazios são descritos como espaços vagos escondidos no interior das proteínas, que são inacessíveis às moléculas de água depois de remover todos os átomos heteros do exterior.

Figura 1: A vinculação de bolso (verde) do HIV-1 protease (1hte). O ligando Gr12397 (amarelo) ocupa o local de ligação.

fonte da imagem: http://sts.bioengr.uic.edu/castp/examples.php

O CASTp ferramenta online que analisa toda a superfície bolsos interiores e espaços vazios na estrutura tridimensional de uma proteína, e também dá uma caracterização detalhada de todos os átomos associados na formação desses vazios e bolsos. CASTp usa o modelo de superfície acessível com solvente (superfície de Richards) e o modelo de superfície molecular (superfície de Connolly) para medir analiticamente a área e o volume de cada vazio e bolso. A área de superfície Acessível a solventes também conhecida como superfície molecular de Richards é a área de superfície de uma biomolécula que é acessível a um solvente. Além disso, a CASTp também mede o tamanho de cada bolsa e aberturas de boca. Isto permite determinar a acessibilidade de sites de ligação a diferentes ligandos e substratos. A computação ou análise de superfície de proteínas usando CASTp tem uma série de vantagens em estudos biológicos.

a informação funcional anotada das proteínas também está incluída na nova versão do CASTp. Estas anotações são derivadas do Protein Data Bank (PDB), Swiss-Prot, bem como herança mendeliana on-line em Man (OMIM), e este último contém informações sobre a variante polimorfismos nucleotídicos únicos (SNPs) que são conhecidos por causar doenças.