Analýza interakcí protein-ligand v programu pro proteinové inženýrství – HotSpot Wizard

Instituce: Masarykova univerzita
Fakulta/ústav: Přírodovědecká fakulta
Další údaje o pracovišti: Loschmidtovy Laboratoře, RECETOX
Lektoři: Mgr. Jan Štourač
Studenti: Petr Kabourek - Gymnázium Brno-Řečkovice, příspěvková organizace

Popis: HotSpot Wizard je interaktivní webový server sloužící k identifikaci aminokyselin vhodných k mutagenezi a konstrukci knihoven proteinových mutantů se zvýšenou aktivitou, stabilitou nebo změněnou substrátovou specifitou. Pozice pro mutagenezi jsou identifikovány na základě proteinové struktury pomocí kombinace strukturních, funkčních a evolučních informací. Analýza výsledků probíhá přímo ve webovém rozhraní, které kromě propojení s vizualizačním nástrojem nabízí také pokročilé možnosti filtrace. Vybraná rezidua je možné dále využít pro návrh knihovny proteinových mutantů s podporou automatické detekce vhodných cílových aminokyselin a korespondujících degenerovaných kodonů. HotSpot Wizard byl navržen s důrazem na snadné používání bez nutnosti pokročilých znalostí o studovaném systému a je volně dostupný všem zájemcům na webové adrese https://loschmidt.chemi.muni.cz/hotspotwizard. Ačkoliv vývoj nástroje aktivně pokračuje, stále existuje několik dosud opomíjených, ale přesto velmi důležitých, zdrojů informací. Jedním z nich je i analýza vazebného komplexu proteinu s malými molekulami (tzv. ligandy). Analýza orientace ligandu ve vazebném místě proteinu poskytuje informace o funkčním mechanismu proteinu, vazebné energii a interakčních příspěvcích okolních aminokyselin. Tyto informace lze následně využít jako další filtrační kritérium pro výběr vhodných pozic k mutagenezi s ohledem na daný ligand. Cílem této práce bude navrhnout a implementovat výpočetní modul poskytující možnost automatické identifikace vazebného módu specifikovaného ligandu se studovaným proteinem pomocí molekulového dockingu nebo na základě znalostí ze strukturních databází. Vytvořený modul bude následně integrován do webového portálu HotSpot Wizard a bude tak jeho prostřednictvím zpřístupněn vědecké komunitě.