Detailed Information on Publication Record
2022
Nástroj LoopGrafter
PLANAS IGLESIAS, Joan, Filip OPÁLENÝ, Pavol ULBRICH, Jan ŠTOURAČ, Zainab Kemi SANUSI et. al.Basic information
Original name
Nástroj LoopGrafter
Name (in English)
LoopGrafter software tool
Authors
PLANAS IGLESIAS, Joan (724 Spain, belonging to the institution), Filip OPÁLENÝ (703 Slovakia, belonging to the institution), Pavol ULBRICH (703 Slovakia, belonging to the institution), Jan ŠTOURAČ (203 Czech Republic, belonging to the institution), Zainab Kemi SANUSI (566 Nigeria, belonging to the institution), José Gaspar RANGEL PAMPLONA PIZARRO PINTO (620 Portugal, belonging to the institution), A. SCHENKMAYEROVÁ (703 Slovakia), Jan BYŠKA (203 Czech Republic, belonging to the institution), Jiří DAMBORSKÝ (203 Czech Republic, belonging to the institution), Barbora KOZLÍKOVÁ (203 Czech Republic, belonging to the institution) and David BEDNÁŘ (203 Czech Republic, guarantor, belonging to the institution)
Edition
2022
Other information
Language
Czech
Type of outcome
Projekty výzkumu a vývoje
Field of Study
10608 Biochemistry and molecular biology
Country of publisher
Czech Republic
Confidentiality degree
není předmětem státního či obchodního tajemství
References:
RIV identification code
RIV/00216224:14310/22:00129627
Organization unit
Faculty of Science
Keywords in English
EVOLUTION; DESIGN; SIMULATIONS; PREDICTION; MODEL
Změněno: 5/4/2023 12:34, prof. Mgr. Jiří Damborský, Dr.
V originále
Transplantace smyček mezi strukturně příbuznými proteiny je nadějná metoda ke zlepšení aktivity, specificity a stability proteinů a enzymů. Navzdory strukturní a funkční důležitosti smyčkových proteinových oblastí, v proteinovém inženýrství jsou však prozatím dostupné metody racionálního návrhu proteinů založené na smyčkách vzácné. Jedním ze specifických problémů souvisejících se smyčkovým inženýrstvím je jejich jedinečná dynamika, která jim umožňuje uplatňovat např. alosterickou kontrolu nad katalytickou funkcí enzymů. Když se tedy inženýrsky transplantují smyčky mezi dvěma různými proteiny, je třeba vzít v úvahu takovou dynamiku v kontextu proteinové struktury. Druhou praktickou výzvou je identifikace míst vhodných pro transplantaci, zjištění ideální délky přenášené smyčky apod. V Loschmidtových laboratořích MU vyvíjíme softwarový nástroj LoopGrafter, který specificky navádí proces roubování smyčky mezi strukturně příbuznými proteiny. Server poskytuje interaktivní postup krok za krokem, ve kterém může uživatel postupně identifikovat smyčky ve dvou vstupních proteinech, vypočítat jejich geometrie, posoudit jejich podobnosti a dynamiku a vybrat počet smyček k transplantaci. Vypočítají se všechny možné různé chimérické proteiny odvozené z jakéhokoli existujícího bodu rekombinace a pro každý z nich se zkonstruují a energeticky vyhodnotí 3D modely. Získané výsledky lze interaktivně vizualizovat v uživatelsky přívětivém grafickém rozhraní a stáhnout pro podrobné strukturální analýzy.
In English
Loop transplantation between structurally related proteins is a promising method to improve the activity, specificity and stability of proteins and enzymes. However, despite the structural and functional importance of looped protein regions, currently available loop-based rational protein design methods are scarce in protein engineering. One of the specific challenges related to loop engineering is their unique dynamics, which allows them to exert e.g. allosteric control over the catalytic function of enzymes. Thus, when loops between two different proteins are engineered to be transplanted, such dynamics must be taken into account in the context of the protein structure. The second practical challenge is the identification of sites suitable for transplantation, finding the ideal length of the transferred loop, etc. In Loschmidt's MU laboratories, we are developing a software tool called LoopGrafter, which specifically guides the loop grafting process between structurally related proteins. The server provides an interactive step-by-step procedure in which the user can sequentially identify loops in two input proteins, calculate their geometries, assess their similarities and dynamics, and select the number of loops to transplant. All possible different chimeric proteins derived from any existing recombination point are calculated and 3D models are constructed and energetically evaluated for each. The obtained results can be interactively visualized in a user-friendly graphical interface and downloaded for detailed structural analyses.
Links
| TP01010039, research and development project |
|