Decomposición de dominios de proteínas utilizando un enfoque teórico de grafos

MOTIVACIÓN: La descomposición automática de una proteína multidébil en dominios individuales representa un problema altamente interesante y no resuelto. A medida que el número de estructuras de proteínas en el PDB crece a un ritmo exponencial, hay una necesidad clara de métodos más fiables y eficientes para la descomposición de dominios proteicos simplemente para mantener actualizadas las bases de datos de dominios. RESULTADOS: Presentamos un nuevo algoritmo para resolver el problema de descomposición de dominios, utilizando un enfoque teórico de grafos. Hemos formulado el problema como un problema de flujo en red, en el cual cada residuo de una proteína se representa como un nodo de la red y cada contacto residuo--residuo se representa como una arista con una capacidad particular, dependiendo del tipo de contacto. Un problema de descomposición de dos dominios se resuelve encontrando un embotellamiento (o un corte mínimo) de la red, que minimiza la capacidad total de las aristas cruzadas, utilizando el algoritmo clásico de Ford--Fulkerson. Un problema de descomposición multidébil se resuelve resolviendo repetidamente una serie de problemas de dos dominios. El algoritmo ha sido implementado como un programa informático, llamado DomainParser. Hemos probado el programa en un conjunto de pruebas comúnmente utilizado que consta de 55 proteínas. Los resultados de descomposición están en un 78.2% de acuerdo con la literatura tanto en el número de dominios descompuestos como en las asignaciones de residuos a cada dominio, lo que se compara favorablemente con los programas existentes. En el subconjunto de proteínas de dos dominios (20 en número), el programa asignó correctamente el 96.7% de los residuos cuando requerimos que el número de dominios descompuestos sea dos.