Estudis estructurals dels canvis conformacionals de les E3 ubiquitin lligases per RMN

L'estudi a nivell molecular de la ruta de senyalització activada per TGF-B té un impacte notable en el panorama actual donada la seva implicació en processos autoimmunitaris i carcinogènics. D'altra banda, l'elucidació a nivell estructural dels mecanismes moleculars que permeten a les ubiquitin lligases de tipus E3 marcar específicament llurs dianes per a la degradació proteosòmica - entre d'altres - resulta fonamental donada la seva importància pel que fa al control sobre el turnover proteic a nivell intracel•lular. En aquest projecte es pretén elucidar els mecanismes d'activació i catlàlisi de les ubiquitin lligases E3 tipus HECT Smurf1 i Nedd4L al mateix temps que se n'estudia la implicació en la regulació dels agents missatgers de la ruta del TGF-B. Així, la tasca es divideix en tres sub-projectes els quals se centren en a) l'estudi de la interacció d'aquestes lligases amb llurs dianes; b) l'elucidació del mecanisme d'activació i c) del de catàlisi d'aquests enzims. Per tal d'assolir aquests objectius ens servim principalment dels avantatges que ens aporta la Ressonància Magnètica Nuclear i altres tècniques biofísiques, principalment la ITC. Durant el temps que he gaudit de la beca FI, m'he centrat principalment en la preparació de pèptids per SPPS, llur purificació per HPLC i caracterització per MS i RMN. Aquests pèptids representen diferents patrons de fosforilació de certes dianes de les lligases esmentades, de manera que han estat emprats per a l'estudi d'interaccions proteïna-proteïna per ITC i RMN. M'he iniciat doncs en l'ús d'aquestes tècniques. D'altra banda, també he preparat mostres protèiques mitjançant l'ús de sistemes d'expressió bacterians basats en E.coli, incloent l'amplificació i clonació del gen que codifica per la proteïna d'interés així com la seva expressió, purificació i caracterització per MS i RMN.

Splitting statistical potentials into meaningful scoring functions: testing the prediction of near-native structures from decoy conformations

Background: Recent advances on high-throughput technologies have produced a vast amount of protein sequences, while the number of high-resolution structures has seen a limited increase. This has impelled the production of many strategies to built protein structures from its sequence, generating a considerable amount of alternative models. The selection of the closest model to the native conformation has thus become crucial for structure prediction. Several methods have been developed to score protein models by energies, knowledge-based potentials and combination of both.Results: Here, we present and demonstrate a theory to split the knowledge-based potentials in scoring terms biologically meaningful and to combine them in new scores to predict near-native structures. Our strategy allows circumventing the problem of defining the reference state. In this approach we give the proof for a simple and linear application that can be further improved by optimizing the combination of Zscores. Using the simplest composite score () we obtained predictions similar to state-of-the-art methods. Besides, our approach has the advantage of identifying the most relevant terms involved in the stability of the protein structure. Finally, we also use the composite Zscores to assess the conformation of models and to detect local errors.Conclusion: We have introduced a method to split knowledge-based potentials and to solve the problem of defining a reference state. The new scores have detected near-native structures as accurately as state-of-art methods and have been successful to identify wrongly modeled regions of many near-native conformations.

Topological comparison of methods for predicting transcriptional cooperativity in yeast

Background: The cooperative interaction between transcription factors has a decisive role in the control of the fate of the eukaryotic cell. Computational approaches for characterizing cooperative transcription factors in yeast, however, are based on different rationales and provide a low overlap between their results. Because the wealth of information contained in protein interaction networks and regulatory networks has proven highly effective in elucidating functional relationships between proteins, we compared different sets of cooperative transcription factor pairs (predicted by four different computational methods) within the frame of those networks. Results: Our results show that the overlap between the sets of cooperative transcription factors predicted by the different methods is low yet significant. Cooperative transcription factors predicted by all methods are closer and more clustered in the protein interaction network than expected by chance. On the other hand, members of a cooperative transcription factor pair neither seemed to regulate each other nor shared similar regulatory inputs, although they do regulate similar groups of target genes. Conclusion: Despite the different definitions of transcriptional cooperativity and the different computational approaches used to characterize cooperativity between transcription factors, the analysis of their roles in the framework of the protein interaction network and the regulatory network indicates a common denominator for the predictions under study. The knowledge of the shared topological properties of cooperative transcription factor pairs in both networks can be useful not only for designing better prediction methods but also for better understanding the complexities of transcriptional control in eukaryotes.

Predicting cancer involvement of genes from heterogeneous data

Background: Systematic approaches for identifying proteins involved in different types of cancer are needed. Experimental techniques such as microarrays are being used to characterize cancer, but validating their results can be a laborious task. Computational approaches are used to prioritize between genes putatively involved in cancer, usually based on further analyzing experimental data. Results: We implemented a systematic method using the PIANA software that predicts cancer involvement of genes by integrating heterogeneous datasets. Specifically, we produced lists of genes likely to be involved in cancer by relying on: (i) protein-protein interactions; (ii) differential expression data; and (iii) structural and functional properties of cancer genes. The integrative approach that combines multiple sources of data obtained positive predictive values ranging from 23% (on a list of 811 genes) to 73% (on a list of 22 genes), outperforming the use of any of the data sources alone. We analyze a list of 20 cancer gene predictions, finding that most of them have been recently linked to cancer in literature. Conclusion: Our approach to identifying and prioritizing candidate cancer genes can be used to produce lists of genes likely to be involved in cancer. Our results suggest that differential expression studies yielding high numbers of candidate cancer genes can be filtered using protein interaction networks.

Prediction of enzyme function by combining sequence similarity and protein interactions

Background: A number of studies have used protein interaction data alone for protein function prediction. Here, we introduce a computational approach for annotation of enzymes, based on the observation that similar protein sequences are more likely to perform the same function if they share similar interacting partners. Results: The method has been tested against the PSI-BLAST program using a set of 3,890 protein sequences from which interaction data was available. For protein sequences that align with at least 40% sequence identity to a known enzyme, the specificity of our method in predicting the first three EC digits increased from 80% to 90% at 80% coverage when compared to PSI-BLAST. Conclusion: Our method can also be used in proteins for which homologous sequences with known interacting partners can be detected. Thus, our method could increase 10% the specificity of genome-wide enzyme predictions based on sequence matching by PSI-BLAST alone.

Biana: a software framework for compiling biological interactions and analyzing networks

Background: The analysis and usage of biological data is hindered by the spread of information across multiple repositories and the difficulties posed by different nomenclature systems and storage formats. In particular, there is an important need for data unification in the study and use of protein-protein interactions. Without good integration strategies, it is difficult to analyze the whole set of available data and its properties.Results: We introduce BIANA (Biologic Interactions and Network Analysis), a tool for biological information integration and network management. BIANA is a Python framework designed to achieve two major goals: i) the integration of multiple sources of biological information, including biological entities and their relationships, and ii) the management of biological information as a network where entities are nodes and relationships are edges. Moreover, BIANA uses properties of proteins and genes to infer latent biomolecular relationships by transferring edges to entities sharing similar properties. BIANA is also provided as a plugin for Cytoscape, which allows users to visualize and interactively manage the data. A web interface to BIANA providing basic functionalities is also available. The software can be downloaded under GNU GPL license from http://sbi.imim.es/web/BIANA.php.Conclusions: BIANA's approach to data unification solves many of the nomenclature issues common to systems dealing with biological data. BIANA can easily be extended to handle new specific data repositories and new specific data types. The unification protocol allows BIANA to be a flexible tool suitable for different user requirements: non-expert users can use a suggested unification protocol while expert users can define their own specific unification rules.

Expressão da proteína erbB-2 e dos receptores de hormônios na transição das regiões in situ para invasora de tumores da mama

OBJETIVOS: avaliar a expressão de erbB-2 e dos receptores hormonais para estrógeno e progesterona (RE/RP) nas regiões de transição entre as frações in situ e invasoras de neoplasias ductais da mama (CDIS e CDI, respectivamente). MÉTODOS: oitenta e cinco casos de neoplasias mamárias, contendo regiões contíguas de CDIS e CDI, foram selecionados. Espécimes histológicos das áreas de CDIS e de CDI foram obtidos através da técnica de tissue microarray (TMA). As expressões da erbB-2 e dos RE/RP foram avaliadas por meio de imunoistoquímica convencional. A comparação da expressão da erbB-2 e dos RE/RP nas frações in situ e invasoras da mama foi realizada com emprego do teste de McNemar. Os intervalos de confiança foram determinados em 5% (p=0,05). Foram calculados coeficientes de correlação intraclasse (ICC) para avaliar a concordância na tabulação cruzada da expressão de erbB-2 e RE/RP nas frações de CDIS e CDI. RESULTADOS: a expressão da erbB-2 não diferiu entre as áreas de CDIS e CDI (p=0,38). Comparando caso a caso suas áreas de CDIS e CDI, houve boa concordância na expressão da erbB-2 (coeficiente de correlação intraclasse, ICC=0,64), dos RP (ICC = 0,71) e dos RE (ICC = 0,64). Considerando apenas tumores cujo componente in situ apresentasse áreas de necrose (comedo), o ICC para erbB-2 foi de 0,4, comparado a 0,6 no conjunto completo de casos. Os ICC não diferiram substancialmente daqueles obtidos com o conjunto completo de espécimes em relação aos RE/RP: para RE, ICC=0,7 (versus 0,7 no conjunto completo), e para RP, ICC=0,7 (versus 0,6 no conjunto completo). CONCLUSÕES: nossos achados sugerem que as expressões de erbB-2 e RE/RP não diferem nos componentes contíguos in situ e invasivo em tumores ductais da mama.

Efeitos de dietas com níveis crescentes de milho no metabolismo ruminal de energia e proteína em bubalinos

Avaliaram-se os efeitos de dietas com níveis crescentes de milho em grão moído (0, 22, 37 e 49% na MS) em substituição ao feno de coast-cross mantendo-se diferentes relações proteína:carboidratos não-fibrosos (PB:CNF = 1,01; 0,39; 0,33 e 0,27) sobre o metabolismo ruminal de búfalos. Utilizaram-se quatro búfalos fistulados no rúmen, mantidos em delineamento quadrado latino 4 × 4, para a coleta de amostras do líquido ruminal, colhidas em cada período experimental (de 28 dias) nos tempos 0, 2, 4 e 8 horas após a alimentação. Em geral, os bubalinos apresentaram boa capacidade tamponante no rúmen, com pH médio alto (6,70) e aumento da ingestão de milho em grão moído. O acréscimo nos níveis de milho na dieta promoveu aumento da produção de ácido butírico. Somente a dieta com 49% de milho promoveu melhor fermentação ruminal, com menor propoção de ácidos acético:propiônico. A relação PB:CNF de 1,01 indica deficiência de energia da dieta disponível para microrganismos no rúmen ao longo do dia, enquanto dietas com PB:CNF entre 0,39 e 0,27 promovem fermentações ruminais semelhantes, o que indica sincronismo na utilização de nitrogênio e energia pelos microrganismos no rúmen nessas condições.

Desempenho e rendimento de carcaça de frangos de corte alimentados com dietas contendo subprodutos do arroz formuladas com base nos conceitos de proteína bruta e ideal

Foi conduzido um experimento para avaliar a utilização de subprodutos do arroz em dietas formuladas com base nos conceitos de proteína bruta e ideal para frangos de corte de 1 a 42 dias de idade. Foram utilizados 720 pintos machos de 1 dia de idade da linhagem "Hybro", em delineamento inteiramente ao acaso, em esquema fatorial 3 × 2, composto de três dietas (sem subprodutos, farelo de arroz integral e quirera de arroz) e dois conceitos de formulação de rações (proteína bruta e ideal), totalizando seis tratamentos e quatro repetições de 30 aves. O ganho de peso, o consumo de ração e a conversão alimentar foram avaliados aos 21 e 42 dias e as características de carcaça aos 42 dias de idade. As aves alimentadas com dietas formuladas pelo conceito tradicional (baseado na proteína bruta) apresentaram melhor conversão alimentar e menor taxa de deposição de gordura abdominal.

Desempenho, qualidade dos ovos e balanço de nitrogênio de poedeiras comerciais alimentadas com rações contendo diferentes níveis de proteína bruta e lisina

O experimento foi conduzido para avaliar os efeitos de rações com diferentes níveis de proteína bruta (PB) e lisina sobre as características de desempenho, a qualidade interna dos ovos e o balanço/retenção do nitrogênio. Foram utilizadas 160 poedeiras Hisex White com 48 semanas de idade, alojadas individualmente em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 4 × 2, com quatro níveis de PB (12, 14, 16 e 18%) e dois de lisina (0,85 e 1,00%), totalizando oito rações com cinco repetições de quatro aves. O consumo de proteína bruta, o peso dos ovos, a massa de ovos e a porcentagem de albúmen apresentam resposta linear crescente aos níveis de PB na dieta. O balanço de nitrogênio não é alterado pelos níveis de proteína das rações.

Dieta rica em proteína na redução do peso corporal

A proporção ideal dos macronutrientes em dietas de emagrecimento é atualmente bastante discutida. Existem evidências de que dietas com maior proporção de proteína aumentam a perda de peso e de gordura corporal e diminuem a perda de massa corporal magra durante o emagrecimento. Todavia, os mecanismos responsáveis por estes efeitos não estão totalmente esclarecidos. Além disso, existem poucas conclusões a respeito dos possíveis efeitos colaterais dessas dietas na função renal e no estado nutricional relativo ao cálcio. Assim, este artigo objetiva trazer informações atuais sobre os efeitos de dietas ricas em proteína na perda de peso e na composição corporal e dos mecanismos envolvidos, bem como seus efeitos na função renal e no estado nutricional relativo ao cálcio.

Impacto da proteína-C reativa no risco cardiovascular de adolescentes

FUNDAMENTO: Vários estudos sugerem que a proteína-C reativa (PCR) se correlaciona com doença arterial coronariana em adultos. Entretanto, essa associação ainda é pouco explorada em adolescentes. OBJETIVO: Avaliar a associação entre a PCR e os fatores de risco cardiovascular em adolescentes obesos. MÉTODOS: Oitenta e quatro adolescentes (12,6 ± 1,3 anos), ambos os sexos, foram distribuídos nos grupos Eutrófico (n = 28), Sobrepeso (n = 28) e Obeso (n = 28), segundo o índice de massa corpórea (IMC). A concentração de PCR (ELISA ultrassensível), o perfil lipídico e o conteúdo de anticorpos anti-LDLox (ELISA) foram determinados após jejum de 12h. RESULTADOS: Os grupos foram semelhantes quanto a idade (p = 0,13) e sexo (p = 0,83). Colesterol total, HDL-C, CT/HDL-C e LDL-C/HDL-C apresentaram diferenças significativas entre os grupos Eutrófico e Obeso. Não houve variação significativa no conteúdo de anticorpos anti-LDLox. Os valores de PCR foram diferentes entre os três grupos (p < 0,01). PCR apresentou associação significativa com IMC (β = 2,533), CB (β = 2,645) e CC (β = 2,945), CT (β = 0,006), LDL-C (β = 0,006) e anticorpos anti-LDLox (β = 0,383) e negativa entre HDL-C (β = -0,017). CONCLUSÃO: Os resultados indicam que a PCR se associa significativamente com marcadores de risco cardiovascular em adolescentes.

Níveis de proteína bruta em dietas comerciais para suínos em crescimento e terminação

Avaliaram-se quatro níveis de proteína bruta (PB) em dietas consideradas comerciais fornecidas a suínos machos castrados nas fases de crescimento e terminação. Foram utilizados 48 machos castrados de mesma linhagem genética, com pesos iniciais de 30,8 ± 0,12 kg (fase de crescimento) e 61,2 ± 0,89 kg (fase de terminação), segregados no sistema de produção. Os animais foram distribuídos em delineamento experimental de blocos ao acaso, compostos de quatro tratamentos (níveis de PB) e seis repetições e dois animais por unidade experimental. Os níveis de PB testados foram 19,5; 18,0; 16,5 e 15,0% na fase crescimento e 18,0; 16,5; 15,0 e 13,5% na fase terminação. Na fase crescimento, não foram constatadas diferenças no desempenho dos machos castrados. Independentemente do nível de PB na dieta, as exigências nutricionais foram atendidas, não obstante, a dieta com 16,5% PB indicou maior viabilidade econômica, calculada como margem bruta decorrente da alimentação. Semelhante à fase de crescimento, na fase de terminação os níveis de PB da dieta não promoveram diferenças no desempenho e nas características de carcaça dos animais ao abate. Ao considerar a margem bruta atribuída à alimentação, a dieta com 15,0% PB permitiria maior retorno econômico no período correspondente ao intervalo dos 60 aos 100 kg. A variação da proteína dietética com a suplementação dos principais aminoácidos não prejudicou o desempenho de suínos machos castrados nas fases de crescimento e terminação criados em condições desejáveis de saúde, segregados, em sistema de criação comercial. Pequenas variações entre aminoácidos não prejudicam o desempenho de suínos machos castrados nas fases de crescimento e terminação, desde que as exigências de lisina digestível e dos demais aminoácidos limitantes sejam mantidas próximas às relações mínimas atualmente indicadas.

Influência da proteína de soja e dos exercícios com pesos sobre o gasto energético de repouso de mulheres na pós-menopausa

OBJETIVO: Analisar a influência da ingestão alimentar de proteína da soja e dos exercícios com pesos sobre o gasto energético de repouso (GER) de mulheres na pós-menopausa. MÉTODOS: Ensaio clínico, 16 semanas, envolvendo 60 mulheres, 59 (7) anos, distribuídas em quatro grupos: G1 (proteína da soja e exercício), G2 (placebo e exercício), G3 (proteína da soja e sem exercício) e G4 (placebo e sem exercício). A proteína da soja e o placebo (maltodextrina) foram distribuídos, aleatoriamente, sob a forma de pó, na porção de 25 gramas/dia. Foram 10 exercícios com pesos, realizados em três sessões semanais, com 3 séries de 8-12 repetições cada, carga de 60 por cento-80 por cento de uma repetição máxima (RM). O GER foi calculado a partir do O2 e CO2, obtidos por calorimetria indireta (Quinton-QMC®), durante 30 minutos, sob temperatura e umidade controladas. Na análise estatística foi utilizada ANOVA, teste T de Student e regressão múltipla, por meio do software Stata 9.2, α<0,05. RESULTADOS: As mulheres apresentaram homogeneidade em todas as variáveis do estudo. Houve aumento, significante, do GER (p<0,05) no G1 (158 kcal/dia) e G2 (110 kcal/dia), correspondente a 17 por cento e 9 por cento, respectivamente, enquanto, o G4, diminuição em 4 por cento (p<0,05). CONCLUSÃO: Exercícios com pesos são determinantes para o aumento do gasto energético de repouso, de mulheres na pós-menopausa, podendo ser potencializado pela ingestão de proteína da soja

Impacto da Proteína-C reativa no risco cardiovascular de adolescentes

Vários estudos sugerem que a proteína-C reativa (PCR) se correlaciona com doença arterial coronariana em adultos. Entretanto, essa associação ainda é pouco explorada em adolescentes. Avaliar a associação entre a PCR e os fatores de risco cardiovascular em adolescentes obesos. Oitenta e quatro adolescentes (12,6 ± 1,3 anos), ambos os sexos, foram distribuídos nos grupos Eutrófico (n = 28), Sobrepeso (n = 28) e Obeso (n = 28), segundo o índice de massa corpórea (IMC). A concentração de PCR (ELISA ultrassensível), o perfil lipídico e o conteúdo de anticorpos anti-LDLox (ELISA) foram determinados após jejum de 12h. Os grupos foram semelhantes quanto a idade (p = 0,13) e sexo (p = 0,83). Colesterol total, HDL-C, CT/HDL-C e LDL-C/HDL-C apresentaram diferenças significativas entre os grupos Eutrófico e Obeso. Não houve variação significativa no conteúdo de anticorpos anti-LDLox. Os valores de PCR foram diferentes entre os três grupos (p < 0,01). PCR apresentou associação significativa com IMC (β = 2,533), CB (β = 2,645) e CC (β = 2,945), CT (β = 0,006), LDL-C (β = 0,006) e anticorpos anti-LDLox (β = 0,383) e negativa entre HDL-C (β = -0,017). Os resultados indicam que a PCR se associa significativamente com marcadores de risco cardiovascular em adolescentes