Roles of residues in the interface of transient protein-protein complexes before complexation

Transient protein-protein interactions play crucial roles in all facets of cellular physiology. Here, using an analysis on known 3-D structures of transient protein-protein complexes, their corresponding uncomplexed forms and energy calculations we seek to understand the roles of protein-protein interfacial residues in the unbound forms. We show that there are conformationally near invariant and evolutionarily conserved interfacial residues which are rigid and they account for similar to 65% of the core interface. Interestingly, some of these residues contribute significantly to the stabilization of the interface structure in the uncomplexed form. Such residues have strong energetic basis to perform dual roles of stabilizing the structure of the uncomplexed form as well as the complex once formed while they maintain their rigid nature throughout. This feature is evolutionarily well conserved at both the structural and sequence levels. We believe this analysis has general bearing in the prediction of interfaces and understanding molecular recognition.

Understanding the role of domain-domain linkers in the spatial orientation of domains in multi-domain proteins

Inter-domain linkers (IDLs)' bridge flanking domains and support inter-domain communication in multi-domain proteins. Their sequence and conformational preferences enable them to carry out varied functions. They also provide sufficient flexibility to facilitate domain motions and, in conjunction with the interacting interfaces, they also regulate the inter-domain geometry (IDG). In spite of the basic intuitive understanding of the inter-domain orientations with respect to linker conformations and interfaces, we still do not entirely understand the precise relationship among the three. We show that IDG is evolutionarily well conserved and is constrained by the domain-domain interface interactions. The IDLs modulate the interactions by varying their lengths, conformations and local structure, thereby affecting the overall IDG. Results of our analysis provide guidelines in modelling of multi-domain proteins from the tertiary structures of constituent domain components.

The relationship between classification of multi-domain proteins using an alignment-free approach and their functions: a case study with immunoglobulins

Establishing functional relationships between multi-domain protein sequences is a non-trivial task. Traditionally, delineating functional assignment and relationships of proteins requires domain assignments as a prerequisite. This process is sensitive to alignment quality and domain definitions. In multi-domain proteins due to multiple reasons, the quality of alignments is poor. We report the correspondence between the classification of proteins represented as full-length gene products and their functions. Our approach differs fundamentally from traditional methods in not performing the classification at the level of domains. Our method is based on an alignment free local matching scores (LMS) computation at the amino-acid sequence level followed by hierarchical clustering. As there are no gold standards for full-length protein sequence classification, we resorted to Gene Ontology and domain-architecture based similarity measures to assess our classification. The final clusters obtained using LMS show high functional and domain architectural similarities. Comparison of the current method with alignment based approaches at both domain and full-length protein showed superiority of the LMS scores. Using this method we have recreated objective relationships among different protein kinase sub-families and also classified immunoglobulin containing proteins where sub-family definitions do not exist currently. This method can be applied to any set of protein sequences and hence will be instrumental in analysis of large numbers of full-length protein sequences.

Accurate prediction of interfacial residues in two-domain proteins using evolutionary information: Implications for three-dimensional modeling

With the preponderance of multidomain proteins in eukaryotic genomes, it is essential to recognize the constituent domains and their functions. Often function involves communications across the domain interfaces, and the knowledge of the interacting sites is essential to our understanding of the structure-function relationship. Using evolutionary information extracted from homologous domains in at least two diverse domain architectures (single and multidomain), we predict the interface residues corresponding to domains from the two-domain proteins. We also use information from the three-dimensional structures of individual domains of two-domain proteins to train naive Bayes classifier model to predict the interfacial residues. Our predictions are highly accurate (approximate to 85%) and specific (approximate to 95%) to the domain-domain interfaces. This method is specific to multidomain proteins which contain domains in at least more than one protein architectural context. Using predicted residues to constrain domain-domain interaction, rigid-body docking was able to provide us with accurate full-length protein structures with correct orientation of domains. We believe that these results can be of considerable interest toward rational protein and interaction design, apart from providing us with valuable information on the nature of interactions. Proteins 2014; 82:1219-1234. (c) 2013 Wiley Periodicals, Inc.

CLAP: A web-server for automatic classification of proteins with special reference to multi-domain proteins

Background: The function of a protein can be deciphered with higher accuracy from its structure than from its amino acid sequence. Due to the huge gap in the available protein sequence and structural space, tools that can generate functionally homogeneous clusters using only the sequence information, hold great importance. For this, traditional alignment-based tools work well in most cases and clustering is performed on the basis of sequence similarity. But, in the case of multi-domain proteins, the alignment quality might be poor due to varied lengths of the proteins, domain shuffling or circular permutations. Multi-domain proteins are ubiquitous in nature, hence alignment-free tools, which overcome the shortcomings of alignment-based protein comparison methods, are required. Further, existing tools classify proteins using only domain-level information and hence miss out on the information encoded in the tethered regions or accessory domains. Our method, on the other hand, takes into account the full-length sequence of a protein, consolidating the complete sequence information to understand a given protein better. Results: Our web-server, CLAP (Classification of Proteins), is one such alignment-free software for automatic classification of protein sequences. It utilizes a pattern-matching algorithm that assigns local matching scores (LMS) to residues that are a part of the matched patterns between two sequences being compared. CLAP works on full-length sequences and does not require prior domain definitions. Pilot studies undertaken previously on protein kinases and immunoglobulins have shown that CLAP yields clusters, which have high functional and domain architectural similarity. Moreover, parsing at a statistically determined cut-off resulted in clusters that corroborated with the sub-family level classification of that particular domain family. Conclusions: CLAP is a useful protein-clustering tool, independent of domain assignment, domain order, sequence length and domain diversity. Our method can be used for any set of protein sequences, yielding functionally relevant clusters with high domain architectural homogeneity. The CLAP web server is freely available for academic use at http://nslab.mbu.iisc.ernet.in/clap/.

Comparación de calidad en la producción de carbón vegetal entre la fosa de tierra y el horno de ladrillo, en la finca el plantel Masaya

La presente investigación tuvo como objetivo comparar la producción de calidad de carbón vegetal entre la fosa de tierra y el horno de ladrillo utilizando Eucalyptus camaldulensis, empleando dos categorías diamétricas. La metodología utilizada consistió en la selección del material vegetal para la producción de carbón, se seleccionaron árboles con diámetros entre 20-30 cm. y mayores de 30 cm. por cada categoría diamétrica se emplearon cinco árboles para un total de diez individuos, se tumbaron los árboles con la técnica de tala dirigida, con hacha a partir de 0.30 cm. del suelo con el propósito de aprovechar la mayor cantidad de madera del árbol, se procedió a medir la longitud de la troza en metros empleando una cinta métrica para la medición del diámetro medio. Luego se procedió a calcular el volumen del fuste limpio utilizando la fórmula de Smalian, posteriormente se traslado trozas y ramas al sitio de carbonización, se depositaron por clase diamétrica donde se cálculo el volumen empleando la fórmula de Huber, para la cubicación de las ramas se empleo el método tradicional de metro estéreo. Para la producción de carbón vegetal se emplearon dos diseños de producción: fosa de tierra y el horno de ladrillos, el análisis de laboratorio consistió en determinar porcentaje de cenizas, carbono orgánico, densidad aparente y porcentaje de humedad. Para la clase diamétrica de 20 a 30 cm., se utilizo un volumen de 4.48 m3 y para la categoría diamétrica mayor de 30 cm, 6.55 m3. Finalizado el proceso de carbonización se obtuvieron 8 sacos en la fosa de tierra, equivalente a 0.217m3, en el horno de ladrillo se obtuvieron 18 sacos lo que representa 0.496 m3. Comparando los estándares de calidad de la FAO, con los obtenidos en este estudio, son aceptables, se concluye que el método de producción de horno de ladrillos usando arboles mayores de 30 cm es el mejor método para la producción de carbón vegetal.

Rendimiento en madera aserrada de trozos de cedro macho (Carapa guianensis) Aublet y Nanciton (Hyeronimaalchorneoides) Allemao , en la empresa MAPIINIC, S.A Rosita, RAAN, Nicaragua

El estudio consistió en evaluar rendimiento en madera aserrada de trozas de Cedro Macho (Carapa guianensis) Aublet y Nancitón ( Hyeronima alchorneoides) Allemao, en los dos aserríos portátiles tipo Wood Mizer LT 40 y Wood Mizer LT70, de la empresa MAPIINIC, S.A, en el municipio de Rosita (RAAN), Nicaragua. Se utilizó una base de datos del período agosto 2010-julio 2011, facilitada por la empresa, correspondientes a la cubicación de 5,570 trozas de Cedro macho y 7,785 trozas de Nancitón. Para el cálculo del volumen de la trozas se utilizó la fórmula de Smalian y para determinar el rendimiento en madera aserrada de cada especie se utilizó el volúmen promedio obtenido de las tablas sobre el volúmen promedio de la trozas, multiplicado por cien. Para Cedro macho se obtuvo un volúmen de madera aserrada de 455,722.66 pt lo que representó un rendimiento del 18.86% del volúmen en troza; para Nancitón se obtuvo un volúmen de madera aserrada de 584,698.91 pt para un rendimiento del 10.72% del volúmen en troza. En relación al rendimiento de otras especies y otros aserríos estos rendimientos se consideran bajos, atribuidos a que las trozas, por haber estado mucho tiempo tumbadas en el campo, presentaban daños que obviamente incidieron en la cantidad y calidad de madera aserrada obtenida, además que la metodología aplicada no llevó sistemáticamente el registro de cubicación de la madera aserrada por cada troza cubicada, lo que pudo influir en estos resultados.

Evaluación de la sustitucion parcial o total de aceite de palma (Elaeis guinensis) por aceite de fritura como fuente de energía en la ración alimenticia de pollos de engorde

La presente investigación estuvo dirigida a determinar la viabilidad, que sobre el desempeño productivo del pollo de engorde, podía ejercer la sustitución parcial o total del porcentaje de aceite de palma (Elaeís guínensis, Jacq) por aceite de fritura como fuente de energía en la ración alimenticia. La sustitución parcial o total se hizo con base en el 6% de aceite que se incluye en la fórmula alimenticia, ajustada a los requerimientos de los pollos de engorde. El ensayo experimental fue realizado en la granja avícola "La Trinidad", propiedad de la empresa TIP-TOP INDUSTRIAL S.A. Se utilizaron 700 pollos de engorde para producción comercial, del híbrido Peterson-Hubbard, de un día de edad y mantenidos en evaluación durante un periodo de 42 días. Estos fueron distribuidos aleatoriamente en cuatro tratamientos, conformados cada uno de cinco unidades experimentales, y éstas a su vez con 35 pollos cada una, quedando de la forma siguiente: Tratamiento T1 (testigo): 6% aceite de palma; tratamiento T2 : 2% aceite de palma y 4% aceite de fritura; tratamiento T3: 1% aceite de palma y 5% aceite de fritura; tratamiento T4 : 6% aceite de fritura. El resto de los ingredientes que conformó la dieta alimenticia fue igual para todos los tratamientos; así como también el manejo de los pollos se realizó al igual que lo hace la Empresa para toda su producción. Las variables estudiadas fueron consumo de alimento, peso vivo final y conversión de alimento. Los resultados obtenidos a partir de estas variables fueron analizados a través de un Diseño Completamente Aleatorio y sometidos a la Prueba de Tukey, el que proporcionó la superioridad existente entre tratamientos. Se encontraron diferencias significativas (p<0.05) entre tratamientos para la variable conversión alimenticia, con índices de conversión para el final de período experimental, de 1.8050, 1.7829, 1.7550 y 1.7310 para los tratamientos T1, T2, T3 y T4, respectivamente. Las variables consumo acumulado de alimento y peso vivo final no presentaron diferencias estadísticas a un nivel de significancia de p<0.05. El análisis financiero demostró que el tratamiento T4 tiene un menor costo de alimentación, siendo este de C$3.35/kg peso vivo. Encontrándose los tratamientos T1.T2 y T3 con costos de C$3.8210, C$3.5624; y C$3.4527/kg peso vivo, respectivamente. El mayor beneficio neto por kilogramo de peso vivo lo obtuvo el tratamiento T4, con C$0.47. Siendo el beneficio neto para los tratamientos T2 y T3 de C$0.26 y C$ 0.37, respectivamente. La mortalidad presentada por los tratamientos T1, T2, T3, y T4 para el final del período experimental fue de 5.13, 3.99, 2.85 y 3.99 (%), respectivamente.

Efecto de diferentes niveles de energía conservando la relación energía-proteína en piensos de inicio y finalización en pollos de engorde

En el presente estudio se compararon cuatro dietas con diferentes niveles de energía 2,940, 3,040, 3,140 y 3,240 (Kcal EM/Kg de alimento), los cuales fueron ajustados a los requerimientos nutricionales en cuanto a la relación caloría proteína recomendados por la Hubbard Farm, Inc. (1991). Durante un periodo de 56 días los broilers fueron evaluados en la granja avícola "Buenos Aires" que pertenece a la Tip Top Industrial S.A. se utilizaron 803 pollos de engorde de un día de nacidos de la línea Hubbard, los que fueron distribuidos aleatoriamente en tres unidades experimentales proporcionales a los cuatro tratamientos existentes, estos distribuidos en un diseño completamente al azar y sometidos a la prueba de Tukey el que proporciona la superioridad existente entre tratamientos. Se encontraron diferencias significativas (P<0.05) entre tratamientos en las variables peso vivo, ganancia de peso y conversión alimenticia pero no así para el consumo alimenticio. Los tratamientos T1 T2, T3 y T4 presentaron mortalidad al final del periodo de 2.57, 4.41, 7.88 y 10.89 (%) respectivamente y rendimiento en la canal del 84.45 % para todos los tratamientos. Se concluyó que las dietas más energéticas proporcionaban las mejores conversiones alimenticias y las mayores ganancias de peso. Y a medida que se incrementaba el nivel energético en las dietas los costos alimenticios también se incrementaban. La fórmula más económica es el T1 (2940 Kcal EM/Kg de alimento, 21.63 y 18.89 % de proteína para inicio y finalización) durante todas las semanas de estudio. El momento óptimo para la matanza es la sexta semana para el T 1 (2940 Kcal EM/Kg de alimento, 21.63 y 18.89 % de proteínas) y T2 (3040 Kcal EM/Kg de alimento, 22.36 y 19.15 % de proteínas) por efecto de los costos alimenticios.

Evaluación del marango (Moringa oleifera lam) como una alternativa en la alimentación de cerdos de engorde

El presente trabajo se realizó en la Finca "Santa Rosa" propiedad de las UNA, ubicada en Sabana Grande, Managua. El objetivo general del estudio fue: Evaluar el uso del Marango de alimento, para el engorde de cerdos en Nicaragua. Los objetivos específicos fueron: 1. Evaluar el comportamiento productivo (Ganancia Media Diaria, Conversión alimenticia y Peso vivo final promedio) de cerdos en engorde alimentados con raciones conteniendo diferentes niveles de inclusión de marango en su composición; 2. Evaluar desde el punto de vista financiero los Tratamientos en estudio, utilizando la metodología de presupuestos parciales. El experimento tuvo una duración de 137 días. Se evaluaron tres Tratamientos, (TI) Concentrado comercial, (TII) Marango 30%+ Fórmula 1 70%, (TIII) Marango 48% + Fórmula 2 52%. Se utilizaron 36 cerdos divididos en tres grupos de 12 animales cada uno con un peso inicial promedio de 12 kg. Los animales se pesaron cada 14 días. Las variables evaluadas fueron: Ganancia Media Diaria (GMD), conversión alimenticia (Conv) y Peso vivo final promedio (PVFP). El modelo estadístico utilizado fue un DCA. Se realizó el ANDEVA y pruebas de separación de medias para las variables significativamente diferentes. Se realizó un análisis financiero por Presupuestos Parciales. La variable GMD presentó los mejores resultados en el Tratamiento I con 0.603 kg, seguida por el Tratamiento ll con 0.376 kg y el Tratamiento 111 con 0.272 kg. La Conversión alimenticia fue de 3.71, 8.97, 12.04 para los Tratamientos 1, III y III respectivamente. El Peso vivo final obtenido por Tratamiento fue de 94.92 kg para TI, de 63.42 kg. para T III y 49.09 kg. para T III. Se concluye que el marango puede ser utilizado como una alternativa de alimentación para cerdos de engorde con niveles de inclusión de hasta 30% de materia seca. Debido a que a este porcentaje se obtuvieron buenos resultados al ofrecer el marango fresco y picado, mezclado con la fórmula 1. El Tratamiento II obtuvo mayores beneficios económicos que los otros Tratamientos. Utilizar marango para alimentar cerdos de engorde constituye una alternativa para pequeños y medianos productores.

Potencial de propagación con fertilización y sin fertilización de seis especies forrajeras arbustivas existentes en la comunidad de Pacora, San Francisco Libre

El presente trabajo se llevó a cabo en la comunidad de Pacora del municipio de San Francisco Libre a 17 km al noroeste del empalme de la carretera San Francisco Libre- Managua, localizada geográficamente a losl2° 29' 54" latitud norte y los 86° 16' 54" longitud oeste. Se tomaron en consideración 4 fincas para el establecimiento del ensayo. El objetivo general del experimento fue identificar el grado de propagación de seis especies forrajeras arbustivas nativas de la comunidad de Pacora bajo la modalidad de estacas. Primero se realizó un sondeo para obtener información sobre las especies forrajeras arbustivas de la zona. El trabajo tuvo una duración de 92 días, realizando conteos y mediciones de los rebrotes a Jos 22, 44, 63, 80 y 92 días de establecido el ensayo. Se evaluaron seis especies (madero negro, genízaro, tigüilote, jocote, jícaro y muanda) y dos sustrato: tierra de rio + estiércol de caballo (S1) y tierra de 1 lugar (S2) para un total de 12 combinaciones. Las variables estudiadas fueron: porcentaje de prendimiento, porcentaje de sobrevivencia de las estacas; número de rebrotes por estacas y longitud de los rebrotes. Se empleó un modelo aditivo lineal bifactorial; para la interpretación del sondeo se hizo un análisis de frecuencia, las variables porcentaje de prendimiento y porcentaje de sobrevivencia se analizaron a través de sus fórmulas y realizando la desviación a través de su fórmula, en los datos procesados para las variables número y longitud de los rebrotes se utilizó el programa estadístico SAS, haciendo uso también de la transformación de x para su posterior análisis, se hizo la separación de medias por medio de Tukey. Los resultados obtenidos demuestran que existen una gran diversidad de árboles de utilización forrajera de los cuales el productor puede valerse como una alternativa para la alimentación animal; de las especies evaluadas el madero negro obtuvo los mayores porcentajes de prendimiento con 35% (S1) y 52.5% (S2). Para el porcentaje de sobrevivencia el jocote obtuvo los mayores valores con 46.42% (S l) y 66.5% (S2). La mayor cantidad de rebrotes y longitud de los rebrotes lo presentó el madero negro con un promedio de 5.89 rebrotes / estaca y 2.32 cm/ longitud / rebrote respectivamente

Efecto de tres niveles de gallinaza en plantaciones de cacao (Theobroma cacao L.) en desarrollo

En este trabajo se estudió el efecto del abono orgánico gallinaza sobre el crecimiento y desarrollo del cultivo de cacao (Theobroma cacao L.) en estado juvenil. El ensayo inició en febrero de 1993, en tres fincas con plantaciones comerciales de 20 meses de edad, ubicadas en el municipio El Rama, Región V. Durante catorce meses se realizaron cuatro aplicaciones de fertilizantes, comparando tres niveles de gallinaza (454g, 908g y 1,362 g/árbol/apli­cación)un testigo de fertilización mineral (tres aplicaciones de 100g/árbol de la fórmula 15-15-15 más una aplicación de 100g/árbol de urea al 46 %)y un testigo absoluto sin aplicación. Se utilizó un diseño de bloques completos al azar evaluando las variables con análisis de varianza, separación de medias según Duncan y análisis de regresión y correlación. Los resultados demostraron que la aplicación de 1,362g de gallinaza obtuvo un efecto estadísticamente superior sobre la producción inicial del cacao y sobre el incremento del diámetro de tallo. La aplicación de 454 g y 908 g de gallinaza resultó estadísticamente igual a la fertilización mineral. En cuanto a altura de planta no se detectó diferencias estadísticas entre los tratamientos. La cero aplicación de fertilizantes presentó el menor efecto sobre el crecimiento y producción inicial del cultivo de cacao. El análisis económico mostró que se reducen los costos de fertilización del cultivo con la aplicación de gallinaza, en comparación con la fertilización mineral.

Evaluación de una mezcla de cepas de Rhizobium bajo diferentes niveles de fertilización en tres variedades de frijol rojo (Phaseolus vulgaris L.) en Nicaragua

El ensayo se realizó en la Estación Experimental La Compañía, Masatepe, en la época de postrera (octubre-diciembre) de 1998. Los objetivos fueron: Determinar el crecimiento y rendimiento de tres cultivares de frijol, utilizando la técnica de inoculación en bolsas de polietileno y evaluar el rendimiento de tres cultivares de frijol, utilizando la técnica de inoculación y diferentes niveles de fertilización en condiciones de campo. Se montaron dos ensayos, uno en bolsas de polietileno con diseño en parcelas divididas en BCA con 40 observaciones y el ensayo en campo con diseño en parcelas subdivididas con cuatro réplicas. Los factores evaluados fueron; A: variedades (a1: Door-364, a2: Compañia y •a3: Criolla), B: inoculante con cepa de Rhizobium (b1: Semilla Inoculada y b2: Semilla Sin Inocular) y C: niveles de fertilizantes (c1: 127 kg/ha de completo (12-24-12) a la siembra, C2: 127 kg/ha de completo (12-24-12) a la siembra más 63.5 kg/ha de urea a los 25 días después de la siembra y c3: 127 kg/ha de completo (12-24-12) a la siembra más 127 kg/ha de urea a los 25 días después de la siembra),• este último factor no se evaluó en el ensayo en bolsas. En el experimento en bolsas la variedad Door-364 obtuvo el mayor peso seco y la variedad Criolla el mayor rendimiento entre los demás cultivares. En el factor inoculante con cepa de Rhizobium las plantas no inoculadas superaron en altura, peso seco de plantas y rendimientos a las plantas inoculadas. En el experimento en campo la variedad Door-364 superó en número de vainas por planta, granos por vaina, peso seco de paja y rendimiento en campo a las demás variedades, los cultivares Compañia y Criolla presentaron mayor peso en mil granos y población por hectárea respectivamente. Las plantas inoculadas superaron a las plantas no inoculadas en todas las variables con excepción del peso seco de paja. El nivel de fertilizantes 127 kg/ha de la formula completa (l2-24-12) a la siembra más 127 kg/ha de urea a los 25 días después de la siembra obtuvo más vainas por planta, peso de mil granos, rendimientos y peso seco de paja. La dosis de 127 kg/ha de la fórmula completa (12-24-12) a la siembra más 63.5 kg/ha de urea a los 25 días después de la siembra presentó el mayor número de plantas por hectárea y granos por vaina, en esta última variable la dosis de 127 kg/ha de la fórmula completa (12-24-12) a la siembra obtuvo el mismo resultado.