Análise in silico de proteínas: modelo baseado na Apolipoproteína-E relacionada à Doença de Alzheimer

Abstract

A possibilidade de analisar sequências de macromoléculas como DNA, RNA e proteínas em menor tempo e custo, comparados aos métodos experimentais, contribuem para a utilização dos métodos in silico. Além de análises de sequências genômicas ou proteômicas, as aplicações da bioinformática se estendem às análises funcionais e estruturais. No presente trabalho, utilizaram-se ferramentas computacionais para o estudo estrutural de proteínas, através da modelagem computacional e de análises de propriedades importantes para a função proteica, tendo como modelo a apolipoproteína-E relacionada à Doença de Alzheimer. A presença de polimorfismos no gene da apoE gera três isoformas, sendo uma delas o maior fator de risco genético para desenvolvimento da doença (apoE4), assim estabelecendo-se a relação entre a doença e as alterações na proteína. Com intuito de avaliar in silico as diferenças estruturais existentes entre as três isoformas e analisar as modificações das propriedades exibidas por cada uma, foi feita a modelagem das proteína pelo método de similaridade (threading), ou reconhecimento de dobras a partir da obtenção das sequências de aminoácidos em bancos de dados de proteínas. Análises dos ângulos torsionais mostraram maior compactação estrutural da isoforma apoE4, em comparação com as outras, o que evidencia a existência da interação de domínios somente nesta isoforma. A instabilidade gerada pela interação de domínios é refletida na formação defeituosa de complexos com outras moléculas, in silico, apresentada pela E4. O potencial eletrostático e a carga das isoformas, determinados computacionalmente, também mostraram diferenças entre as isoformas e podem estar relacionadas às características patogênicas da variante E4. Análises de polaridade demonstraram que as isoformas E2 e E3 foram mais hidrofóbicas que a E4. As alterações causadas pela troca de um ou dois aminoácidos, de uma isoforma para outra, alteram as propriedades de interação entre elas e outras moléculas. Estas alterações acarretam desde mudanças conformacionais ao comprometimento funcional. Assim, os métodos in silico proporcionaram o estudo da apolipoproteína-E, através de modelagem computacional, e os dados das análises proteicas corroboraram dados descritos experimentalmente por outros autores.