La predizione di strutture proteiche mediante strumenti avanzati di bioinformatica

Lo scopo di questo elaborato di tesi è quello di fornire una panoramica degli strumenti bioinformatici ad oggi a disposizione degli studiosi per la previsione della struttura proteica e di offrire suggerimenti su come utilizzare questi strumenti in modo più efficiente. Lo strumento informatico, negli ultimi anni, è cresciuto ed è diventato di vitale importanza per la biologia e specialmente per affrontare analisi complesse sia in termini di difficoltà che di mole di dati utilizzati, analisi che introducono nuove sfide tecnologiche proprio nell’ambito della bioinformatica. Nella prima parte dell’elaborato è stata trattata la creazione dell’albero della vita con particolare riguardo a tutte le fasi, gli strumenti e i metodi di studio che si possono utilizzare per ottenere un’accurata analisi filogenetica. Nella seconda parte, invece, è stata trattata la predizione di una struttura proteica con particolare riguardo alle predizioni delle rispettive strutture primarie, secondarie e terziarie mediante l’utilizzo di metodiche all’avanguardia di bioinformatica. Si è dimostrato che l’approccio migliore nell’effettuare studi bioinformatici è certamente quello gerarchico, basato su una ricerca BLAST nei database per recuperare sequenze simili a quella obiettivo. Infatti, una ricerca BLAST permette al ricercatore di confrontare una sequenza di interesse con un database di sequenze già conosciute, e di identificare tra queste ultime quelle che presentano delle somiglianze con la sequenza richiesta. In particolare, dopo aver effettuato anche un’analisi filogenetica per valutare i rapporti evolutivi delle sequenze prese in considerazione, il ricercatore deve individuare un dominio con una contestuale interrogazione delle banche dati. Successivamente, deve prevedere la struttura secondaria della proteina e, solo dopo aver effettuato una modellizzazione di omologia, può procedere con la previsione della struttura terziaria. Pertanto, nel caso in cui l'identità della sequenza scende al di sotto del 30% (“twilight zone”), la qualità del modello è da considerarsi deteriorata e si dovrà utilizzare la previsione della struttura “ab initio”, metodo basato su principi fisico-chimici fondamentali che ricerca le conformazioni proteiche termodinamicamente favorevoli e stereochimicamente consentite. In conclusione è possibile affermare che i vari studi effettuati dimostrano che le previsioni alle singole fasi di questo processo migliorino quando i risultati prodotti dai vari metodi sono combinati tra di loro.