Protein Data Bank

O que é o PDB?

O PDB foi criado em 1972 e, atualmente, constitui um importante reservatório de conhecimento científico. Tal como o seu nome indica, o PDB é um “portfólio” de proteínas. As proteínas são complexos macromoleculares que, a temperatura fisiológica, apresenta um conjunto de estruturas que estão intimamente ligadas à função que estas desempenham . Na sua génese, este portal apenas possuía a estrutura tridimensional acerca de 7 proteínas. Enquanto que, no início, a disponibilização da informação fosse voluntária, constitui nos dias de hoje um pré-requisito para uma possível publicação científica . Atualmente, o volume de informação presente no PDB ultrapassa as 120,000 estruturas macromoleculares, englobando as mais variadas estruturas proteicas, desde ribossomas a vírus, incluído estruturas moleculares que ascende, na sua constituição, aos milhares de átomos , .

Que tipo de informação disponibiliza o PDB?

A informação presente no portal PDB encontra-se agrupada em ficheiros PDB. Estes ficheiros são constituídos por três componentes:

1. Informação sobre as condições de obtenção da estrutura tridimensional;

2. Coordenadas de todos os átomos que constituem a estrutura;

3. Fatores estruturais de todos os pontos de difração;

Os ficheiros PDB podem ser exportados em dois formatos. O primeiro, a extensão .cif, permite exportar a informação cristalográfica. A extensão ”.cif” faz a ponte da informação contida nos ficheiros PDB com softwares de visualização de moléculas, como o RasMol. O RasMol é uma ferramenta que permite a visualização de estruturas tridimensionais moleculares. É possível também exportar sob a forma de extensão “.pdb”. Esta extensão consiste num ficheiro texto, com toda a informação acerca da macromolécula, dos autores responsáveis pelo input da informação, das condições de obtenção da estrutura cristalográfica, das coordenadas dos átomos, entre outros parâmetros.

Quais os passos que são tomados quando é depositada informação?

Esta base de dados possui um determinado protocolo para os vários passos necessários para criar um ficheiro PDB (deposição, integração, validação e disseminação). Toda a cadeia de processos encontra-se esquematizada na figura 1.

Figura 1. Esquema dos processos que são necessários para a criação de um ficheiro PDB. Adaptado[2]

Como é extraída a informação que compõe os ficheiros PDB? A grande maioria das contribuições para este portal provêm da difração de raio-x[3].

A difração por raio-x é uma técnica utilizada na determinação da estrutura das proteínas. Baseia-se na interação entre raios-x monocromáticos e a amostra proteica. O padrão da radiação difratada permite identificar o composto, pois cada composto tem um padrão único, como se tratasse de uma impressão digital da proteína[6]. A ressonância magnética nuclear (NMR) é também uma técnica muito importante na produção de ficheiros PDB[3]. Esta técnica consiste na interação entre os vários momentos magnéticos de um núcleo com os vários átomos em seu redor e o campo magnético produzido por estes[7].

Data Mining e o PDB

O PDB tem sido cada vez mais utilizado para data mining de modelos estruturais. Enquanto que numa primeira fase, o PDB suscitava maior interesse na área da cristalografia e a sua informação era mais direccionada para essa mesma área (com maior enfâse na descrição do tipo de folding e motivos estruturais), posteriormente, a procura por novos compostos por parte da área farmacêutica transformou este portal num depósito de estruturas biológicas.[3]

Referências

[1] V. M. Burger, D. O. Nolasco, and C. M. Stultz, “Expanding the Range of Protein Function at the Far End of the Order-Structure Continuum.,” J. Biol. Chem., vol. 291, no. 13, pp. 6706–13, Mar. 2016.

[2] H. M. Berman, S. K. Burley, G. J. Kleywegt, J. L. Markley, H. Nakamura, and S. Velankar, “The archiving and dissemination of biological structure data,” Curr. Opin. Struct. Biol., vol. 40, pp. 17–22, 2016.

[3] D. Coles, “The Young Person’s Guide to the Data,” pp. 242–249, 1968.

[4] “RCSB Protein Data Bank - RCSB PDB.” [Online]. Available: http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do. [Accessed: 30-Mar-2017].

[5] “RasMol and OpenRasMol.” [Online]. Available: http://www.openrasmol.org/. [Accessed: 30-Mar-2017].

[6] A. A. Bunaciu, E. gabriela Udriştioiu, and H. Y. Aboul-Enein, “X-Ray Diffraction: Instrumentation and Applications,” Crit. Rev. Anal. Chem., vol. 45, no. 4, pp. 289–299, Oct. 2015.

[7] V. Mlynárik, “Introduction to nuclear magnetic resonance,” Anal. Biochem., May 2016.