Patent ES-2834849-T3 (ES)
Title: Método de diseño computacional de proteínas
Inventor: FLEISHMAN SAREL
IPC: G16B35/20
Filed: 2015-07-06
Granted: 2021-06-18
Abstract: Un método implementado por ordenador para producir una secuencia de aminoácidos que tiene una afinidad deseada por una superficie molecular de interés, comprendiendo el método: (i) proporcionar una pluralidad de estructuras polipeptídicas de origen que tienen un pliegue estructural común, teniendo dicho pliegue estructural común regiones estructurales conservadas y regiones estructurales diversas, que definen un marco estructural, teniendo dichas regiones estructurales conservadas ubicaciones de mayor conservación estructural, dichas ubicaciones son posiciones de átomos de la cadena principal que se identifican alineando dicha pluralidad de estructuras polipeptídicas de origen y definiendo átomos Cα que tienen un valor de desviación cuadrática media (RMSD) relativamente pequeño dentro de cada una de dichas regiones estructurales conservadas como dichas ubicaciones; (ii) segmentar cada una de dicha pluralidad de estructuras polipeptídicas de origen en segmentos estructuralmente homólogos, cada uno de dichos segmentos es una sección continua de una cadena principal de una cualquiera de dichas estructuras polipeptídicas de origen, que comienza en una ubicación de mayor conservación estructural y termina en una ubicación consecutiva de mayor conservación estructural y que tiene una región estructural diversa entre dichas ubicaciones consecutivas, obteniendo así una pluralidad de grupos de segmentos estructuralmente homólogos, estando definido cada uno de dichos grupos por dichas dos ubicaciones consecutivas; (iii) seleccionar arbitrariamente una estructura de plantilla de dicha pluralidad de estructuras polipeptídicas de origen; para cada uno de dichos grupos: (iv) dividir al menos un segmento en una posición seleccionada aleatoriamente en dicha región estructural diversa para obtener un segmento dividido; (v) superponer posiciones correspondientes en cada uno de los dos subsegmentos de dicho segmento dividido en posiciones correspondientes en dicha estructura de plantilla, e injertar cada uno de dichos dos subsegmentos en dichas posiciones específicas, desplazando así un segmento correspondiente en dicha estructura de plantilla con dichos dos subsegmentos de dicho segmento dividido; (vi) someter dicha estructura de plantilla que tiene dicho segmento dividido a un perfeccionamiento computacional de la estructura para lograr el cierre del segmento, obteniendo así un segmento cerrado de nuevo en dicha estructura de plantilla, en donde dicho perfeccionamiento computacional de la estructura comprende al menos una operación seleccionada del grupo que consiste en optimización geométrica, optimización espacial, optimización energética, modulación de los ángulos diedros de la cadena principal, posiciones atómicas, empaquetamiento de cadenas laterales de aminoácidos y cambio limitado derivado de PSSM de aminoácidos; (vii) opcionalmente repetir las etapas (iv) - (vi), mientras se divide en un sitio diferente o se interrumpe la manipulación adicional de dicho segmento estructuralmente homólogo; (viii) repetir las etapas (iv) - (vii) para al menos un segmento estructuralmente homólogo adicional, para obtener al menos un segmento cerrado de nuevo adicional correspondiente a cada uno de dichos grupos; clasificando opcionalmente cada segmento cerrado de nuevo correspondiente a cada uno de dichos grupos en al menos una agrupación estructural, y seleccionar un segmento cerrado de nuevo representativo para dicha agrupación estructural, por lo que cada uno de dichos segmentos cerrados de nuevo de la etapa (ix) es dicho segmento cerrado de nuevo representativo; (ix) utilizar dichos segmentos cerrados de nuevo correspondientes a cada uno de dichos grupos para reconstruir una pluralidad de estructuras reconstruidas, teniendo cada una de dichas estructuras reconstruidas el pliegue estructural común que tiene regiones estructurales conservadas que definen dicho marco estructural y dichas regiones estructurales y posiciones diversas que corresponden a dichas ubicaciones de mayor conservación estructural; (x) emparejar al menos una de dichas estructuras reconstruidas con la superficie molecular de interés, para diseñar una pluralidad de complejos estructuras reconstruidas-superficie molecular, teniendo cada uno una puntuación de emparejamiento, y opcionalmente repetir la etapa (x) para dicha estructura reconstruida en dicho complejo, en donde dicho emparejamiento comprende al menos una operación seleccionada del grupo que consiste en orientación de los cuerpos rígidos, modulación de los ángulos diedros de la cadena principal, empaquetamiento de las cadenas laterales de aminoácidos y cambio de aminoácidos, y en donde dicha puntuación de emparejamiento comprende al menos un atributo seleccionado del grupo que consiste en área de superficie internada, complementariedad de forma, energía de unión (afinidad) y cualquier combinación de los mismos; (xi) opcionalmente sustituir al menos uno de dicho segmento cerrado de nuevo en dicha estructura reconstruida de al menos uno de dichos complejos con otro segmento cerrado de nuevo correspondiente y repetir la etapa (x) para diseñar un complejo estructura reconstruida sustituida-superficie molecular que tenga una puntuación de emparejamiento; y (xii) basándose en dicha puntuación de emparejamiento, seleccionar la secuencia de aminoácidos que tiene la afinidad deseada por la superficie molecular de interés de la entidad molecular; expresar la secuencia de aminoácidos en un sistema de expresión; produciendo así la secuencia de aminoácidos que tiene la afinidad deseada por la superficie molecular de interés.