Bioinformatic tools for a genomic scale analysis of protein structure

El desarrollo de herramientas computacionales para el cálculo y análisis de datos seencuentra actualmente en constante expansión en diferentes campos de la ciencia,particularmente en el campo de las ciencias de la vida, donde la cantidad de datosdisponibles, generados por nuevas técnicas experimentales convierte en fundamental laimplementación de técnicas computacionales para el análisis y manejo de datos y sutransformación en conocimiento. En este sentido, focalizándose en el campo de la bioinformática estructural de proteínas yla quimioinformática, nos hemos concentrado en la generación de herramientas y aplicaciónde las mismas en problemas relacionados con la salud humana. El presente trabajo de tesis tiene como primer objetivo proponer nuevos procedimientospara el descubrimiento de blancos proteicos relevantes en organismos bacterianos, usandocomo caso de estudio Mycobacterium tuberculosis . El segundo objetivo de esta tesis es el de, seleccionado el blanco proteico dentro de ungenoma de interés, estudiar cuáles son las características que debiera cumplir una moléculapara tener buenas probabilidades unirse a dicho blanco y a partir de la misma proponerposibles ligandos derivados de bases de datos de compuestos. El tercer objetivo de esta tesis es poder comprender y predecir cuáles serán los efectosen la función de una proteína determinada (potencialmente cualquiera que sea de interésdel usuario) de mutaciones no sinónimas que se produzcan en su secuencia. Los tres objetivos han sido abordados desde un punto de vista computacional y todos losmétodos desarrollados pueden considerarse herramientas i nsilico. Más allá de suaplicación en organismos o proteínas puntuales como casos de estudio, todos losdesarrollos pueden ser extendidos y reutilizados de manera directa y automática sobre otrosorganismos o proteínas. Los resultados obtenidos han sido validados contra la literatura existente, permitiendoreproducir resultados experimentales y/o manualmente curados de una manera automática,lo que supone una reducción de tiempo y recursos en los procesos en los que estasherramientas están involucradas.The development of computational tool for data calculation and analysis is actually inconstant expansion through the different fields of science, particularly in the field of the lifesciences, where the amount of available data produced by novel experimental techniquesmakes indispensable the implementation of computational techniques to handle and analyzethe data and its transformation into knowledge. In this sense, focusing in the field of the protein's structural bioinformatics and thecheminformatics, we concentrated our efforts in building tools and apply them in problemsrelated to human health. The present thesis work has as first objective to propose novel procedures to discoverrelevant protein targets in bacterial organisms, using as case of study Mycobacteriumtuberculosis . The second objective of this thesis is to, once selected the protein target within a genome,to study which are the properties that a molecule has to fulfill to have good chances ofbinding to this target, and based in it to propose possible ligands derived from a compounddatabase. The third propound objective is to comprehend and predict which will be the effects in theprotein function (potentially any protein of user interest) of nonsynonymousmutations produced in their sequence. All the three objectives has been addressed from a computational point of view and all thedeveloped methods can be considered in-silico tools. Besides of its application in punctualorganisms or protein targets as cases of study, all this developments can be extended andreused in a direct manner over other organisms/proteins. The obtained results has been validated against the existent literature, allowing toreproduce experimental and/or manually curated results in an automatic way, whichsupposes a saving of time and resources in the processes where this tools are involved.Fil: Radusky, Leandro Gabriel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Evolutionary and Functional Relationships in the Truncated Hemoglobin Family

Predicting function from sequence is an important goal in current biological research, and although, broad functional assignment is possible when a protein is assigned to a family, predicting functional specificity with accuracy is not straightforward. If function is provided by key structural properties and the relevant properties can be computed using the sequence as the starting point, it should in principle be possible to predict function in detail. The truncated hemoglobin family presents an interesting benchmark study due to their ubiquity, sequence diversity in the context of a conserved fold and the number of characterized members. Their functions are tightly related to O2affinity and reactivity, as determined by the association and dissociation rate constants, both of which can be predicted and analyzed using in-silico based tools. In the present work we have applied a strategy, which combines homology modeling with molecular based energy calculations, to predict and analyze function of all known truncated hemoglobins in an evolutionary context. Our results show that truncated hemoglobins present conserved family features, but that its structure is flexible enough to allow the switch from high to low affinity in a few evolutionary steps. Most proteins display moderate to high oxygen affinities and multiple ligand migration paths, which, besides some minor trends, show heterogeneous distributions throughout the phylogenetic tree, again suggesting fast functional adaptation. Our data not only deepens our comprehension of the structural basis governing ligand affinity, but they also highlight some interesting functional evolutionary trends.Fil: Bustamante, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Radusky, Leandro Gabriel. 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; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Boechi, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Cálculo; ArgentinaFil: Estrin, Dario Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Ten Have, Arjen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Marti, Marcelo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Cálculo; Argentin

LigQ: A Webserver to Select and Prepare Ligands for Virtual Screening

Virtual screening is a powerful methodology to search for new small molecule inhibitors against a desired molecular target. Usually, it involves evaluating thousands of compounds (derived from large databases) in order to select a set of potential binders that will be tested in the wet-lab. The number of tested compounds is directly proportional to the cost, and thus, the best possible set of ligands is the one with the highest number of true binders, for the smallest possible compound set size. Therefore, methods that are able to trim down large universal data sets enriching them in potential binders are highly appreciated. Here we present LigQ, a free webserver that is able to (i) determine best structure and ligand binding pocket for a desired protein, (ii) find known binders, as well as potential ligands known to bind to similar protein domains, (iii) most importantly, select a small set of commercial compounds enriched in potential binders, and (iv) prepare them for virtual screening. LigQ was tested with several proteins, showing an impressive capacity to retrieve true ligands from large data sets, achieving enrichment factors of over 10%. LigQ is available at http://ligq.qb.fcen.uba.ar/.Fil: Radusky, Leandro Gabriel. 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; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Ruiz Carmona, Sergio. Universidad de Barcelona; EspañaFil: 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; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Barril, Xavier. Universidad de Barcelona; España. Catalan Institution for Research and Advanced Studies; EspañaFil: 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; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: 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; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentin

TuberQ: A Mycobacterium tuberculosis protein druggability database

In 2012 an estimated 8.6 million people developed tuberculosis (TB) and 1.3 million died from the disease [including 320 000 deaths among human immunodeficiency virus (HIV)-positive people]. There is an urgent need for new anti-TB drugs owing to the following: the fact that current treatments have severe side effects, the increasing emergence of multi-drug-resistant strains of Mycobacterium tuberculosis (Mtb), the negative drug-drug interactions with certain HIV (or other disease) treatments and the ineffectiveness against dormant Mtb. In this context we present here the TuberQ database, a novel resource for all researchers working in the field of drug development in TB. The main feature of TuberQ is to provide a druggability analysis of Mtb proteins in a consistent and effective manner, contributing to a better selection of potential drug targets for screening campaigns and the analysis of targets for structure-based drug design projects. The structural druggability analysis is combined with features related to the characteristics of putative inhibitor binding pockets and with functional and biological data of proteins. The structural analysis is performed on all available unique Mtb structures and high-quality structural homology-based models. This information is shown in an interactive manner, depicting the protein structure, the pockets and the associated characteristics for each protein. TuberQ also provides information about gene essentiality information, as determined from whole cell-based knockout experiments, and expression information obtained from microarray experiments done in different stress-related conditions. We hope that TuberQ will be a powerful tool for researchers working in TB and eventually will lead to the identification of novel putative targets and progresses in therapeutic activities.Fil: Radusky, Leandro Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Defelipe, Lucas Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Lanzarotti, Esteban Omar. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Luque, Javier. Universidad de Barcelona; EspañaFil: Barril, Xavier. Universidad de Barcelona; España. Universidad de Barcelona. Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats; EspañaFil: Marti, Marcelo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Turjanski, Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentin

Using crystallographic water properties for the analysis and prediction of lectin-carbohydrate complex structures

Understanding protein-ligand interactions is a fundamental question in basic biochemistry, and the role played by the solvent along this process is not yet fully understood. This fact is particularly relevant in lectins, proteins that mediate a large variety of biological processes through the recognition of specific carbohydrates. In the present work, we have thoroughly analyzed a nonredundant and well-curated set of lectin structures looking for a potential relationship between the structural water properties in the apo-structures and the corresponding protein-ligand complex structures. Our results show that solvent structure adjacent to the binding sites mimics the ligand oxygen structural framework in the resulting protein-ligand complex, allowing us to develop a predictive method using a Naive Bayes classifier. We also show how these properties can be used to improve docking predictions of lectin-carbohydrate complex structures in terms of both accuracy and precision, thus developing a solid strategy for the rational design of glycomimetic drugs. Overall our results not only contribute to the understanding of protein-ligand complexes, but also underscore the role of the water solvent in the ligand recognition process. Finally, we discuss our findings in the context of lectin specificity and ligand recognition properties.Fil: Modenutti, Carlos Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Gauto, Diego Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Radusky, Leandro Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Blanco, J.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Turjanski, Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Hajos, Silvia Elvira. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; ArgentinaFil: Marti, Marcelo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentin

Protein Frustratometer 2: A Tool to Localize Energetic Frustration in Protein Molecules, Now with Electrostatics.

[[abstract]]The protein frustratometer is an energy landscape theory-inspired algorithm that aims at localizing and quantifying the energetic frustration present in protein molecules. Frustration is a useful concept for analyzing proteins' biological behavior. It compares the energy distributions of the native state with respect to structural decoys. The network of minimally frustrated interactions encompasses the folding core of the molecule. Sites of high local frustration often correlate with functional regions such as binding sites and regions involved in allosteric transitions. We present here an upgraded version of a webserver that measures local frustration. The new implementation that allows the inclusion of electrostatic energy terms, important to the interactions with nucleic acids, is significantly faster than the previous version enabling the analysis of large macromolecular complexes within a user-friendly interface. The webserver is freely available at URL: http://frustratometer.qb.fcen.uba.ar.[[notice]]補正完

FrustratometeR: an R-package to compute local frustration in protein structures, point mutants and MD simulations

Once folded, natural protein molecules have few energetic conflicts within their polypeptide chains. Many protein structures do however contain regions where energetic conflicts remain after folding, i.e. they are highly frustrated. These regions, kept in place over evolutionary and physiological timescales, are related to several functional aspects of natural proteins such as protein-protein interactions, small ligand recognition, catalytic sites and allostery. Here, we present FrustratometeR, an R package that easily computes local energetic frustration on a personal computer or a cluster. This package facilitates large scale analysis of local frustration, point mutants and molecular dynamics (MD) trajectories, allowing straightforward integration of local frustration analysis into pipelines for protein structural analysis.Fil: Rausch, Atilio Osvaldo. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Freiberger, Maria Ines. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Fisiología de Proteínas; 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: Leonetti, Cesar 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; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Fisiología de Proteínas; ArgentinaFil: Bombelli Luna, Diego Martin. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Radusky, Leandro Gabriel. Center For Genomic Regulation; España. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Wolynes, Peter G.. Rice University; Estados UnidosFil: Ferreiro, Diego. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica. Laboratorio de Fisiología de Proteínas; 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: 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; Argentina. European Molecular Biology; Alemani

Target-Pathogen: A structural bioinformatic approach to prioritize drug targets in pathogens

Available genomic data for pathogens has created new opportunities for drug discovery and development to fight them, including new resistant and multiresistant strains. In particular structural data must be integrated with both, gene information and experimental results. In this sense, there is a lack of an online resource that allows genome wide-based data consolidation from diverse sources together with thorough bioinformatic analysis that allows easy filtering and scoring for fast target selection for drug discovery. Here, we present Target-Pathogen database (http://target.sbg.qb.fcen.uba.ar/patho), designed and developed as an online resource that allows the integration and weighting of protein information such as: Function, metabolic role, off-targeting, structural properties including druggability, essentiality and omic experiments, to facilitate the identification and prioritization of candidate drug targets in pathogens. We include in the database 10 genomes of some of the most relevant microorganisms for human health (Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium leprae, Klebsiella pneumoniae, Plasmodium vivax, Toxoplasma gondii, Leishmania major, Wolbachia bancrofti, Trypanosoma brucei, Shigella dysenteriae and Schistosoma Smanosoni) and show its applicability. New genomes can be uploaded upon request.Fil: Sosa, Ezequiel. 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; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Burguener, Germán Federico. 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; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Lanzarotti, Esteban Omar. 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; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; 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; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Radusky, Leandro Gabriel. 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; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Pardo, Agustin Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Cálculo; ArgentinaFil: 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; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Cálculo; 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; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Cálculo; ArgentinaFil: Fernández Do Porto, Darío Augusto. 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; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentin

An integrated structural proteomics approach along the druggable genome of Corynebacterium pseudotuberculosis species for putative druggable targets

Background: The bacterium Corynebacterium pseudotuberculosis (Cp) causes caseous lymphadenitis (CLA), mastitis, ulcerative lymphangitis, and oedema in a number of hosts, comprising ruminants, thereby intimidating economic and dairy industries worldwide. So far there is no effective drug or vaccine available against Cp. Previously, a pan-genomic analysis was performed for both biovar equi and biovar ovis and a Pathogenicity Islands (PAIS) analysis within the strains highlighted a large set of proteins that could be relevant therapeutic targets for controlling the onset of CLA. In the present work, a structural druggability analysis pipeline was accomplished along 15 previously sequenced Cp strains from both biovar equi and biovar ovis. Methods and results: We computed the whole modelome of a reference strain Cp1002 (NCBI Accession: NC_017300.1) and then the homology models of proteins, of 14 different Cp strains, with high identity (≥ 85%) to the reference strain were also done. Druggability score of all proteins pockets was calculated and only those targets that have a highly druggable (HD) pocket in all strains were kept, a set of 58 proteins. Finally, this information was merged with the previous PAIS analysis giving two possible highly relevant targets to conduct drug discovery projects. Also, off-targeting information against host organisms, including Homo sapiens and a further analysis for protein essentiality provided a final set of 31 druggable, essential and non-host homologous targets, tabulated in table S4, additional file 1. Out of 31 globally druggable targets, 9 targets have already been reported in other pathogenic microorganisms, 3 of them (3-isopropylmalate dehydratase small subunit, 50S ribosomal protein L30, Chromosomal replication initiator protein DnaA) in C. pseudotuberculosis. Conclusion: Overall we provide valuable information of possible targets against C. pseudotuberculosis where some of these targets have already been reported in other microorganisms for drug discovery projects, also discarding targets that might be physiologically relevant but are not amenable for drug binding. We propose that the constructed in silico dataset might serve as a guidance for the scientific community to have a better understanding while selecting putative therapeutic protein candidates as druggable ones as effective measures against C. pseudotuberculosis.Fil: Radusky, Leandro Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Hassan, Syed Shah. Universidade Federal de Minas Gerais; BrasilFil: Lanzarotti, Esteban Omar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Tiwari, Sandeep. Universidade Federal de Minas Gerais; BrasilFil: Jamal, Syed Babar. Universidade Federal de Minas Gerais; BrasilFil: Ali, Javed. Kohat University of Science and Technology; PakistánFil: Ali, Amjad. National University of Sciences & Technology; PakistánFil: Ferreira, Rafaela Salgado. Universidade Federal de Minas Gerais; BrasilFil: Barh, Debmalya. Institute of Integrative Omics and Applied Biotechnology; PakistánFil: Silva, Artur. Federal University of Pará; BrasilFil: Turjanski, Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Azevedo, Vasco AC. Universidade Federal de Minas Gerais; Brasi