Biome

Bioinformática Estutural

A Bioinformática Estrutural é o ramo da bioinformática que está à análise e predição da estrutura e do comportamento dinâmico das macromoléculas biológicas e suas interações em níveis supramoleculares. São por essas abordagens que realizamos análises dos efeitos downstream da variação genética na função biológica. Os tutoriais a seguir são os passos iniciais na análise da estrutura e da sua relação com a função.

Observação: a maioria dos tutoriais está em português.

Aims

  • To review protein structure and evolution key concepts.
  • To discuss the methods involved in protein modeling, molecular docking and molecular dynamic simulations.
  • To guide the use of computational tools used in structural bioinformatics analyses.

Program and Content

  • Basic Concepts of Protein Structure and Evolution.
    • Reading Material 1.
    • Amino acids and the genetic code.
    • The Peptide bond.
    • The protein folding conundrum.
    • Domains, folds, motifs.
    • Modular nature of proteins.
    • Experimental methods to obtain protein structure.
  • Protein sequence analysis and alignment.
    • Amino acids substitution matrices.
    • Patterns, Profiles, PSSMs, and HMMs.
    • Structural Alignments.
  • Getting information about proteins.
  • Protein databases.
  • Files and Features.
    • Fasta, PDBs/mmCIFs, SMILES, and Connection tables.
  • In silico methods of protein structure prediction:
    • Comparative Modeling:
      • Homology Modeling.
      • Threading.
    • Ab initio.
  • Modeling tutorials
  • AI-based Methods:
    • AlphaFold and RoseTTAFold.
    • MetaAI.
      • ESMFold.
  • Quality Assessment of the protein models.
    • The "easy" way:
      • SwissModel - Structure Assessment Module.
      • PROCHECK.
    • The "hard" way:
      • Residue Interaction Networks (RINs).
      • APBS.
    • Ways to improve model quality.
      • Rotamers/Bonds/Angles.
      • Energy minimization.