Integración y automatización de procesos para la búsqueda de proteínas homólogas con alto acoplamiento molecular.

Abstract

El cuerpo humano está formado por miles de proteínas que desempeñan un papel fundamental en los seres vivos, cada una con su estructura y funciones específicas. A pesar de que actualmente se conoce el propósito de muchas de ellas, una gran cantidad aún se desconocen en el ámbito de la biomedicina. Los investigadores trabajan arduamente en la exploración de las proteínas analizando su estructura espacial formada por un plegamiento que determina las funciones principales y su propósito; Así como las reacciones químicas que pueden ocurrir en el sitio activo de las proteínas, resultado de la interacción con ciertas moléculas denominadas sustratos. Es de especial interés para los investigadores encontrar proteínas capaces de acelerar las reacciones químicas, lo cual es crucial en el área de la medicina para la creación de fármacos específicos para el tratamiento o detección de diferentes enfermedades como la diabetes y el Alzheimer, entre otras. El presente proyecto realiza un aporte desde el ámbito informático enmarcado en la búsqueda de proteínas que se comportan y reaccionan de cierta forma frente a la exposición con un sustrato conocido. Dado que existen en bases de datos miles de proteínas que no han sido estudiadas, en este trabajo se plantea la creación de un sistema que ofrezca la posibilidad de realizar una búsqueda de forma automatizada, basada en un conjunto de proteínas y un sustrato de los cuales ya se conoce su reacción química pero se desea expandir la exploración apuntando a analizar grandes bases de datos de proteínas existentes. De la mano de la bioinformática y del uso de enfoques de investigación en el campo de la biología computacional se intenta encontrar un conjunto de proteínas que puedan reaccionar frente a un sustrato de forma similar, o mejor aún, respecto a las proteínas ya conocidas, bajo las condiciones iniciales indicadas por el usuario. A partir de esta motivación, se implementa un sistema de flujo de información proteica automatizado, denominado workflow, en base al trabajo manual realizado por el usuario para analizar el modelado tridimensional de proteínas por homología y acoplamiento molecular, denominado docking molecular. Enfocado en los resultados obtenidos luego de la búsqueda, se lista un conjunto de proteínas candidatas que presentan características que sugieren una potencial capacidad para realizar una determinada reacción química.