Published January 19, 2018 | Version v1
Publication Open

Large-scale mapping of bioactive peptides in structural and sequence space

Creators

  • 1. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 3. Comisión de Investigaciones Científicas
  • 4. National University of Quilmes

Description

Health-enhancing potential bioactive peptide (BP) has driven an interest in food proteins as well as in the development of predictive methods. Research in this area has been especially active to use them as components in functional foods. Apparently, BPs do not have a given biological function in the containing proteins and they do not evolve under independent evolutionary constraints. In this work we performed a large-scale mapping of BPs in sequence and structural space. Using well curated BP deposited in BIOPEP database, we searched for exact matches in non-redundant sequences databases. Proteins containing BPs, were used in fold-recognition methods to predict the corresponding folds and BPs occurrences were mapped. We found that fold distribution of BP occurrences possibly reflects sequence relative abundance in databases. However, we also found that proteins with 5 or more than 5 BP in their sequences correspond to well populated protein folds, called superfolds. Also, we found that in well populated superfamilies, BPs tend to adopt similar locations in the protein fold, suggesting the existence of hotspots. We think that our results could contribute to the development of new bioinformatics pipeline to improve BP detection.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

أدى الببتيد النشط بيولوجيًا (BP) إلى تعزيز الصحة إلى الاهتمام بالبروتينات الغذائية وكذلك بتطوير طرق تنبؤية. كانت الأبحاث في هذا المجال نشطة بشكل خاص لاستخدامها كمكونات في الأطعمة الوظيفية. من الواضح أن BPs ليس لها وظيفة بيولوجية معينة في البروتينات المحتوية ولا تتطور تحت قيود تطورية مستقلة. في هذا العمل، أجرينا تخطيطًا واسع النطاق لـ BPs في التسلسل والمساحة الهيكلية. باستخدام BP المنسقة جيدًا والمودعة في قاعدة بيانات BIOPEP، بحثنا عن التطابقات الدقيقة في قواعد بيانات التسلسلات غير المتكررة. تم استخدام البروتينات التي تحتوي على BPs في طرق التعرف على الطيات للتنبؤ بالطيات المقابلة وتم تعيين حالات BPs. وجدنا أن التوزيع المزدوج لحدوث ضغط الدم قد يعكس الوفرة النسبية للتسلسل في قواعد البيانات. ومع ذلك، وجدنا أيضًا أن البروتينات التي تحتوي على 5 أو أكثر من 5 BP في تسلسلها تتوافق مع طيات البروتين المأهولة جيدًا، والتي تسمى الطيات الفائقة. كما وجدنا أنه في العائلات الكبيرة المكتظة بالسكان، يميل BPs إلى تبني مواقع مماثلة في طية البروتين، مما يشير إلى وجود نقاط ساخنة. نعتقد أن نتائجنا يمكن أن تسهم في تطوير خط أنابيب جديد للمعلوماتية الحيوية لتحسين اكتشاف ضغط الدم.

Translated Description (French)

Le peptide bioactif potentiel (BP) améliorant la santé a suscité un intérêt pour les protéines alimentaires ainsi que pour le développement de méthodes prédictives. La recherche dans ce domaine a été particulièrement active pour les utiliser comme composants dans les aliments fonctionnels. Apparemment, les PA n'ont pas de fonction biologique donnée dans les protéines qui les contiennent et elles n'évoluent pas sous des contraintes évolutives indépendantes. Dans ce travail, nous avons effectué une cartographie à grande échelle des PA dans l'espace séquentiel et structurel. À l'aide de BP bien organisée déposée dans la base de données BIOPEP, nous avons recherché des correspondances exactes dans des bases de données de séquences non redondantes. Les protéines contenant des PA ont été utilisées dans les méthodes de reconnaissance des plis pour prédire les plis correspondants et les occurrences de PA ont été cartographiées. Nous avons constaté que la distribution par plis des occurrences de BP reflète peut-être l'abondance relative de la séquence dans les bases de données. Cependant, nous avons également constaté que les protéines avec 5 BP ou plus dans leurs séquences correspondent à des plis protéiques bien peuplés, appelés superfolds. En outre, nous avons constaté que dans les superfamilles bien peuplées, les PA ont tendance à adopter des emplacements similaires dans le pli protéique, ce qui suggère l'existence de points chauds. Nous pensons que nos résultats pourraient contribuer au développement d'un nouveau pipeline bioinformatique pour améliorer la détection de la PA.

Translated Description (Spanish)

El péptido bioactivo potencial (BP) que mejora la salud ha impulsado el interés en las proteínas alimentarias, así como en el desarrollo de métodos predictivos. La investigación en esta área ha sido especialmente activa para utilizarlos como componentes en alimentos funcionales. Aparentemente, las BP no tienen una función biológica dada en las proteínas que las contienen y no evolucionan bajo restricciones evolutivas independientes. En este trabajo realizamos un mapeo a gran escala de BPs en secuencia y espacio estructural. Utilizando BP bien seleccionados depositados en la base de datos BIOPEP, buscamos coincidencias exactas en bases de datos de secuencias no redundantes. Las proteínas que contienen BP se utilizaron en métodos de reconocimiento de pliegues para predecir los pliegues correspondientes y se mapearon las apariciones de BP. Encontramos que la distribución de veces de las ocurrencias de BP posiblemente refleja la abundancia relativa de la secuencia en las bases de datos. Sin embargo, también encontramos que las proteínas con 5 o más de 5 BP en sus secuencias corresponden a pliegues proteicos bien poblados, llamados superpliegues. Además, descubrimos que en las superfamilias bien pobladas, los BP tienden a adoptar ubicaciones similares en el pliegue proteico, lo que sugiere la existencia de puntos calientes. Creemos que nuestros resultados podrían contribuir al desarrollo de una nueva línea de bioinformática para mejorar la detección de BP.

Files

journal.pone.0191063&type=printable.pdf

Files (3.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:940d9b2030b4fe50c1c2610510fba6a9
3.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
رسم خرائط واسعة النطاق للببتيدات النشطة بيولوجيًا في الفضاء الهيكلي والتسلسلي
Translated title (French)
Cartographie à grande échelle des peptides bioactifs dans l'espace structurel et séquentiel
Translated title (Spanish)
Mapeo a gran escala de péptidos bioactivos en el espacio estructural y de secuencia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2784489455
DOI
10.1371/journal.pone.0191063

Is supplement to
https://openalex.org/W2926533301 (Other)
https://openalex.org/W2607853144 (Other)
https://openalex.org/W2123681803 (Other)
https://openalex.org/W2103210188 (Other)
https://openalex.org/W2066737015 (Other)
https://openalex.org/W2036521446 (Other)
https://openalex.org/W2022667872 (Other)
https://openalex.org/W1980959159 (Other)
https://openalex.org/W1975001431 (Other)
https://openalex.org/W1529892761 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W114346019
  • https://openalex.org/W1506571128
  • https://openalex.org/W1532888376
  • https://openalex.org/W1644199681
  • https://openalex.org/W1878210258
  • https://openalex.org/W1971399433
  • https://openalex.org/W1973863973
  • https://openalex.org/W1979979623
  • https://openalex.org/W1990268869
  • https://openalex.org/W1992364912
  • https://openalex.org/W1992502768
  • https://openalex.org/W1995200305
  • https://openalex.org/W1997934932
  • https://openalex.org/W1998445752
  • https://openalex.org/W2000155459
  • https://openalex.org/W2000332744
  • https://openalex.org/W2003852785
  • https://openalex.org/W2010352922
  • https://openalex.org/W2013491581
  • https://openalex.org/W2016772738
  • https://openalex.org/W2024755629
  • https://openalex.org/W2042759198
  • https://openalex.org/W2050292627
  • https://openalex.org/W2067916951
  • https://openalex.org/W2070293251
  • https://openalex.org/W2082193416
  • https://openalex.org/W2091535494
  • https://openalex.org/W2093974041
  • https://openalex.org/W2097606916
  • https://openalex.org/W2103017472
  • https://openalex.org/W2104150673
  • https://openalex.org/W2113617961
  • https://openalex.org/W2121962408
  • https://openalex.org/W2127300255
  • https://openalex.org/W2147850946
  • https://openalex.org/W2149208773
  • https://openalex.org/W2158714788
  • https://openalex.org/W2162913079
  • https://openalex.org/W2166110718
  • https://openalex.org/W2169687949
  • https://openalex.org/W2175270296
  • https://openalex.org/W2178516171
  • https://openalex.org/W225499306
  • https://openalex.org/W2276094692
  • https://openalex.org/W2509916386
  • https://openalex.org/W2754614910
  • https://openalex.org/W4243500369
  • https://openalex.org/W4300626127