Protein Repeats from First Principles

Some natural proteins display recurrent structural patterns. Despite being highly similar at the tertiary structure level, repeating patterns within a single repeat protein can be extremely variable at the sequence level. We use a mathematical definition of a repetition and investigate the occurrences of these in sequences of different protein families. We found that long stretches of perfect repetitions are infrequent in individual natural proteins, even for those which are known to fold into structures of recurrent structural motifs. We found that natural repeat proteins are indeed repetitive in their families, exhibiting abundant stretches of 6 amino acids or longer that are perfect repetitions in the reference family. We provide a systematic quantification for this repetitiveness. We show that this form of repetitiveness is not exclusive of repeat proteins, but also occurs in globular domains. A by-product of this work is a fast quantification of the likelihood of a protein to belong to a family.Fil: Turjanski, Pablo Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Computación; ArgentinaFil: Parra, Rodrigo Gonzalo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Espada, Rocío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Becher, Veronica Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Computación; ArgentinaFil: Ferreiro, Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Solvents to fragments to drugs: MD applications in drug design

Simulations of molecular dynamics (MD) are playing an increasingly important role in structure-based drug discovery (SBDD). Here we review the use of MD for proteins in aqueous solvation, organic/aqueous mixed solvents (MDmix) and with small ligands, to the classic SBDD problems: Binding mode and binding free energy predictions. The simulation of proteins in their condensed state reveals solvent structures and preferential interaction sites (hot spots) on the protein surface. The information provided by water and its cosolvents can be used very effectively to understand protein ligand recognition and to improve the predictive capability of well-established methods such as molecular docking. The application of MD simulations to the study of the association of proteins with drug-like compounds is currently only possible for specific cases, as it remains computationally very expensive and labor intensive. MDmix simulations on the other hand, can be used systematically to address some of the common tasks in SBDD. With the advent of new tools and faster computers we expect to see an increase in the application of mixed solvent MD simulations to a plethora of protein targets to identify new drug candidates.Fil: Defelipe, Lucas Alfredo. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Arcon, Juan Pablo. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Modenutti, Carlos Pablo. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Marti, Marcelo Adrian. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Turjanski, Adrian. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Barril, Xavier. Institucio Catalana de Recerca I Estudis Avancats

A ordenar, cada cosa en su lugar: una experiencia de migración a la virtualidad de contenidos sobre algoritmos de ordenamiento en la universidad

Con el advenimiento de la pandemia de COVID-19, los contenidos de la materia Algoritmos y Estructura de Datos I de la FCEyNUBA -que habían sido pensados previamente para ser dictados de manera presencial-, fueron adaptados para ser dictados bajo una modalidad virtual. En este trabajo se presentan algunos de los cambios realizados en la clase de “Algoritmos de ordenamiento sobre secuencias”. En particular, se detalla la experiencia de incorporar un videojuego y preguntas asociadas a estos, para que los estudiantes experimenten y reflexiones sobre la temática durante distintos momentos de la clase. Los algoritmos que se presentan en la clase son selection sort, insertion sort y counting sort. Tanto las partidas como las respuestas a las preguntas del videojuego fueron registradas y analizadas. Como resultado preliminar se pudo observar que la estrategia más utilizada por los estudiantes para ordenar fue la misma que el algoritmo selection sort. Esto se observó incluso antes de la presentación del algoritmo. En cuanto a las preguntas realizadas, se detectaron términos en las respuestas que indican cierto grado de incorporación de los temas y apropiación de la terminología. Para finalizar, y en base a la experiencia realizada, concluimos que ciertos aspectos que acercó la virtualidad deberán ser tenidos en cuenta al momento de retornar a la presencialidad.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

Cosolvent-Based Protein Pharmacophore for Ligand Enrichment in Virtual Screening

Virtual screening of large compound databases, looking for potential ligands of a target protein, is a major tool in computer-aided drug discovery. Throughout the years, different techniques such as similarity searching, pharmacophore matching, or molecular docking have been applied with the aim of finding hit compounds showing appreciable affinity. Molecular dynamics simulations in mixed solvents have been shown to identify hot spots relevant for protein-drug interaction, and implementations based on this knowledge were developed to improve pharmacophore matching of small molecules, binding free-energy estimations, and docking performance in terms of pose prediction. Here, we proved in a retrospective manner that cosolvent-derived pharmacophores from molecular dynamics (solvent sites) improve the performance of docking-based virtual screening campaigns. We applied a biased docking scheme based on solvent sites to nine relevant target proteins that have a set of known ligands or actives and compounds that are, presumably, nonbinders (decoys). Our results show improvement in virtual screening performance compared to traditional docking programs both at a global level, with up to 35% increase in areas under the receiver operating characteristic curve, and in early stages, with up to a 7-fold increase in enrichment factors at 1%. However, the improvement in pose prediction of actives was less profound. The presented application makes use of the AutoDock Bias method and is the only cosolvent-derived pharmacophore technique that employs its knowledge both in the ligand conformational search algorithm and the final affinity scoring for virtual screening purposes.Fil: Arcon, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Defelipe, Lucas Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Lopez, Elias Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Burastero, Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Modenutti, Carlos Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Barril, Xavier. Universidad de Barcelona; EspañaFil: Marti, Marcelo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Turjanski, Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Substantial reduction in child stunting is differentially associated to geographical and socioeconomic disparities in Misiones Province, Argentina

Objective: To estimate trends in the prevalence of child stunting in the population of children under 5 years of age covered by public health programmes, between 2009 and 2014 in Misiones, Argentina. Methods: Using Bayesian model-based geostatistics, we evaluated 724 872 anthropometric measurements corresponding to 110 633 children. In order to identify disparities at local scale, we evaluated the hypotheses of a differential reduction of stunting according to the geographical location (at two-level spatial resolution) and to the socioeconomic level in a rural or urban environment. Results: The prevalence of stunting had fallen significantly in the province overall. Sex and age defined gender disparities at individual level, and there were regional disparities with higher prevalence values in the north and northeast regions. In these areas, stunting decreased to a greater degree during the studied period, although the spatial pattern remained smoother. Stunting increased in peripheral urban and dispersed rural areas that are socioeconomically vulnerable. Conclusions: The spatial multi-level geostatistical estimates of child undernutrition provide a precision public health tool to target public policies to those populations with the greatest need, in order to reduce health disparities.Fil: Nuñez, Pablo Alfredo. Ministerio de Salud. Instituto Nacional de Medicina Tropical; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Fernández, María Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Turjanski, Pablo Guillermo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Computación; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria; ArgentinaFil: Pérez, Adriana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Rivero, Maria Romina. Ministerio de Salud. Instituto Nacional de Medicina Tropical; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: de Angelo, Carlos Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Salomón, Oscar Daniel. Ministerio de Salud. Instituto Nacional de Medicina Tropical; ArgentinaFil: Cueto, Gerardo Ruben. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

AutoDock Bias: improving binding mode prediction and virtual screening using known protein–ligand interactions

Summary: The performance of docking calculations can be improved by tuning parameters for the system of interest, e.g. biasing the results towards the formation of relevant protein-ligand interactions, such as known ligand pharmacophore or interaction sites derived from cosolvent molecular dynamics. AutoDock Bias is a straightforward and easy to use script-based method that allows the introduction of different types of user-defined biases for fine-tuning AutoDock4 docking calculations. Availability and implementation: AutoDock Bias is distributed with MGLTools (since version 1.5.7), and freely available on the web at http://ccsb.scripps.edu/mgltools/ or http://autodockbias.wordpress.com. Supplementary information: Supplementary data are available at Bioinformatics online.Fil: Arcon, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Modenutti, Carlos Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Avendaño, Demian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Lopez, Elias Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Defelipe, Lucas Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Ambrosio, Francesca Alessandra. The Scripps Research Institute; Estados UnidosFil: Turjanski, Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Forli, Stefano. The Scripps Research Institute; Estados UnidosFil: Marti, Marcelo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin

Solvents to Fragments to Drugs: MD Applications in Drug Design

Simulations of molecular dynamics (MD) are playing an increasingly important role in structure-based drug discovery (SBDD). Here we review the use of MD for proteins in aqueous solvation, organic/aqueous mixed solvents (MDmix) and with small ligands, to the classic SBDD problems: Binding mode and binding free energy predictions. The simulation of proteins in their condensed state reveals solvent structures and preferential interaction sites (hot spots) on the protein surface. The information provided by water and its cosolvents can be used very effectively to understand protein ligand recognition and to improve the predictive capability of well-established methods such as molecular docking. The application of MD simulations to the study of the association of proteins with drug-like compounds is currently only possible for specific cases, as it remains computationally very expensive and labor intensive. MDmix simulations on the other hand, can be used systematically to address some of the common tasks in SBDD. With the advent of new tools and faster computers we expect to see an increase in the application of mixed solvent MD simulations to a plethora of protein targets to identify new drug candidates

Método de remoción de medidas anómalas en datos de crecimiento infanto-juvenil: una aplicación para grandes bases de datos en salud

La malnutrición infantil y juvenil es una problemática de gran relevancia en salud pública. Dentro de los indicadores antropométricos para evaluar malnutrición infantil se encuentran la talla para la edad, el peso para la talla y el índice de masa corporal, que utilizan para su cómputo la talla del individuo. En la Argentina, el Programa SUMAR recolecta desde el año 2013 información de controles de salud de la población infantil y juvenil más vulnerable del país. Esto conforma una gran base de datos de registros antropométricos (incluida la talla) a partir de la cual se estiman las prevalencias de distintos tipos de malnutrición, como baja talla, bajo peso para la talla, obesidad y sobrepeso. Por su volumen y manera de generar los datos, dicha base posee inexorablemente errores, los cuales impactan sobre el cálculo de los indicadores a nivel individual y de las prevalencias. Existen pautas de la OMS para la identificación de valores de indicadores no plausibles, según edad y sexo. Sin embargo, estas pautas no resuelven el problema de la existencia de registros que, si bien son individualmente posibles, no lo son si se considera el crecimiento en el tiempo. El objetivo de este trabajo es presentar un método para detección de datos de talla inconsistentes en el tiempo, ya sea por decrecimiento o por crecimiento excesivo. Este método podrá ser incluido en un proceso de limpieza global de esta base así como de otras similares, de manera de aumentar la calidad de los datos.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

Kinase Activation by Small Conformational Changes

Protein kinases (PKs) are allosteric enzymes that play an essential role in signal transduction by regulating a variety of key cellular processes. Most PKs suffer conformational rearrangements upon phosphorylation that strongly enhance the catalytic activity. Generally, it involves the movement of the phosphorylated loop toward the active site and the rotation of the whole C-terminal lobe. However, not all kinases undergo such a large configurational change: The MAPK extracellular signal-regulated protein kinases ERK1 and ERK2 achieve a 50»000 fold increase in kinase activity with only a small motion of the C-terminal region. In the present work, we used a combination of molecular simulation tools to characterize the conformational landscape of ERK2 in the active (phosphorylated) and inactive (unphosphorylated) states in solution in agreement with NMR experiments. We show that the chemical reaction barrier is strongly dependent on ATP conformation and that the "active" low-barrier configuration is subtly regulated by phosphorylation, which stabilizes a key salt bridge between the conserved Lys52 and Glu69 belonging to helix-C and promotes binding of a second Mg ion. Our study highlights that the on-off switch embedded in the kinase fold can be regulated by small, medium, and large conformational changes.Fil: Lopez, Elias Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Burastero, Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Arcon, Juan Pablo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Defelipe, Lucas Alfredo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ahn, Natalie G.. University of Colorado; Estados UnidosFil: Marti, Marcelo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Turjanski, Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin