Un método híbrido para la predicción de la estructura terciaria de las proteínas a partir de su secuencia de aminoácidos

Abstract

En esta tesis se abordó el problema de la predicción de la estructura de las proteínas, lo cual es un problema fundamental de la biología debido a que la función de una proteína está determinada por su estructura terciaria. Por tanto, son de vital importancia los métodos que ayuden a identificar la estructura terciaria de las proteínas. En este trabajo se propone un método de inteligencia computacional para la predicción del plegamiento de las proteínas, que se compone de dos etapas: en la primera se genera un modelo tridimensional de la estructura de la proteína utilizando PyRosetta, mediante un procedimiento de ensamblaje de fragmentos de tamaño 3 y 9; y en la segunda etapa, se realiza un refinamiento de la estructura obtenida en la primera fase utilizando el algoritmo multiobjetivo de búsqueda dispersa AbYSS. Se efectuaron experimentos con las proteínas 1CRN, 2KBQ, 1ROP y 2MQL, en las cuales la estructura terciaria fue determinada experimentalmente, con el objetivo de comparar los resultados obtenidos mediante la superposición estructural entre las estructuras obtenidas y las estructuras reportadas en el Protein Data Bank.

Abstract. Protein structure prediction is a fundamental problem in biology, because the function of a protein is determined by its tertiary structure. Therefore, the methods to help to identify the protein tertiary structure are vital. To solve this problem was the main goal of this thesis. This work presents a computational intelligence method for predicting a protein tertiary structure, which consists of two stages: in the first one, a three dimensional structure of a protein is built using PyRosetta by assembling fragments of size 3 and 9; and in the second stage, a refinement of the structure obtained in the first phase is performed using the multi-objective scatter search algorithm AbYSS. Several experiments were carried out with the proteins 1CRN, 2KBQ, 1ROP and 2MQL, whose tertiary structure was obtained through an experimental process, in order to compare the results obtained by structural superposition between generated structures and reported structures in the Protein Data Bank.