Compostos de propensões de estrutura local: Evidências para codificação local da estrutura de longo alcance

Para estimar quão extensivamente o conjunto de conformações no estado desnaturado é restringido por interações locais entre a cadeia lateral e a espinha dorsal, as propensões de cada um dos 20 aminoácidos de ocorrer em monopeptídeos e dipeptídeos mapeados para regiões discretas do mapa de Ramachandran são calculadas a partir de proteínas de estrutura conhecida. Além disso, as propensões são calculadas para os rotâmeros trans, gauche- e gauche+, com ou sem consideração dos valores de phi e psi. Essas propensões são usadas em funções de pontuação para threading de fragmentos, que estima a favorabilidade energética de fragmentos da sequência de proteína para adotar a conformação nativa em oposição a centenas de milhares de conformações incorretas. À medida que subdivisões mais finas do gráfico de Ramachandran, ângulos phi/psi de resíduos vizinhos e rotâmeros são incorporados, as funções de pontuação se tornam melhores em classificar a conformação nativa como a mais favorável. Com a melhor função de propensão composta, a estrutura nativa pode ser distinguida de 300.000 estruturas incorretas para 71% dos 2130 segmentos arbitrários de proteína com comprimento 40, 48% dos 2247 segmentos com comprimento 30, e 20% dos 2368 segmentos com comprimento 20. Uma maioria dos fragmentos com comprimento 30-40 é estimada para estar dobrada na conformação nativa uma fração substancial do tempo. Esses dados sugerem que as variações observadas nas frequências de aminoácidos em diferentes ambientes phi/psi/chi1 em proteínas dobradas refletem interações locais entre a cadeia lateral e a espinha dorsal que são energeticamente importantes, interações que podem restringir severamente o conjunto de conformações populadas no estado desnaturado a um subconjunto relativamente pequeno com estrutura semelhante à nativa.