QiEP · Pràctica 1 · 2025-2026

Objectiu de la pràctica

L'exercici pretén que us familiaritzeu amb ChimeraX i amb els fitxers de la base de dades del Protein Data Bank (PDB), així com amb diverses eines de bioinformàtica estructural; podeu provar també d'accedir-hi a través de PDBsum. Sobretot, però, cerquem que sigueu capaços d'identificar en l'estructura d'una determinada proteïna aquells elements estructurals que la caracteritzen i que la fan funcional, i establir aquestes relacions estructura-funció.

Objectius d'aprenentatge

Pràctica que treballa l'ús d'eines habituals en bioinformàtica estructural. Objectius:

• Familiaritzar-nos amb eines d'anàlisi i de cerca d'homologia de seqüències proteiques.
• Dominar les representacions gràfiques d'estructures de proteïnes.
• Identificar i interpretar els elements d'estructura secundària, supersecundària i terciària en proteïnes globulars.
• Explorar les regions i característiques que participen en la seva funció.
• Treballar en equip.
• Desenvolupar habilitats digitals en la presentació de resultats.

Document amb les seqüències a treballar

Les seqüències de les proteïnes a treballar, una per grup, són disponibles en format FASTA aquí: proteines-seleccio-2025-2026.fasta.

Temporització

• Setmana 7 (16/03/2026-22/03/2026): inici de la pràctica 1.
• Consultar l'aula moodle per a la data de lliurament de la pràctica 1.

Lliurament

El lliurament consisteix en un únic document comprimit (.zip) que ha d'incloure:

• un únic fitxer en format Markdown amb les respostes;
• una carpeta amb les imatges i altres elements que estiguin vinculats al fitxer Markdown.

Per veure el format general esperat del treball final, podeu consultar les pràctiques del curs passat aquí: pràctica 1 del curs 2024-2025. Important: el material que envieu podrà aparèixer signat pels membres del grup a la web (i per tant públicament), només si ho feu saber al professor.

Recordeu afegir peus de figura descriptius a les figures que inclogueu i referenciar-les de forma adient des del text. Les figures han de ser, en la seva major part, generades per vosaltres mateixos, en general amb ChimeraX, però també usant qualsevol altra eina gràfica que escaigui, com MolView o Marvin JS per als mecanismes. En el cas que alguna figura s'hagi obtingut d'altres fonts, cal referenciar-la correctament.

El fitxer Markdown ha de contenir cites de la literatura en el format adient. No s'hi han d'incloure enllaços web a pàgines d'informació general, llevat d'enllaços a bases de dades consultades, si escau. Us recomanem usar Zotero o Mendeley com a eines de gestió de referències.

Detalls pràctics

• Tots els codis i referències que useu han d'estar vinculats a l'enllaç corresponent de la web.
• No useu vincles a la Viquipèdia ni a la Wikipedia. Feu servir només vincles a continguts peer-reviewed o a entrades en bases de dades.
• Si un article no està disponible directament en línia, cerqueu-lo primer a UCercaTot, el cercador de la Biblioteca de la UVic-UCC. Si encara no hi teniu accés a text complet, el podeu sol·licitar a través del Servei d'Obtenció de Documents de la Universitat.
• Eines d'IA poden ser extremadament útils per ajudar a construir un document, però assegureu-vos que les idees que les guien són vostres despre´s d'un treball de lectura crítica del material i d'exploració de les eines computacionals suggerides en aquesta pàgina.

Qüestions a resoldre

La pràctica consisteix a respondre les qüestions següents sobre la seqüència problema.

1. Sobre la proteïna

1. Cerqueu la seqüència donada a UniProt i trobeu el nom del gen corresponent. Anoteu el codi UniProt i també la classificació EC.X.X.X.X, en cas que es tracti d'un enzim, segons la base de dades BRENDA.
2. Cerqueu a la base de dades del Protein Data Bank si l'estructura de la proteïna és coneguda i, en aquest cas, doneu-ne el codi PDB. Si n'hi ha més d'un, justifiqueu amb quin treballareu a partir d'aquest punt en funció de la resolució de l'experiment i de la cobertura de seqüència. En cas que no trobeu la proteïna al PDB, useu el servidor oficial d'AlphaFold o bé la AlphaFold Protein Structure Database per trobar una predicció de la seva estructura.
3. Expliqueu breument la funció de la proteïna.

2. Treball amb ChimeraX

1. Obriu l'estructura de la proteïna amb el programa ChimeraX (veure aquest bon video introductori).
2. Detecteu les diferents estructures secundàries de la proteïna i determineu-ne el tipus: fulles, hèlixs, llaços i les seves diferents variants. Mireu de descriure amb un cert detall els diferents tipus d'interaccions que podeu trobar dins aquestes estructures secundàries. Mostreu els ponts d'hidrogen interns d'aquestes estructures secundàries.
3. Detecteu, si n'hi ha, motius d'estructura supersecundària. Mostreu les interaccions, ponts d'hidrogen i interaccions de van der Waals, entre els diferents elements que constitueixen aquestes estructures supersecundàries.
4. L'estructura terciària de la proteïna, a quin tipus de plegament correspon? Per a l'estudi dels dominis i de la família estructural, useu preferentment CATH i/o ECOD, perquè són recursos més actius per a classificació de dominis i relacions evolutives. Podeu usar SCOPe com a recurs complementari o de contrast. Anoteu els codis i la jerarquia que obtingueu, i discutiu també l'estructura quaternària si escau.

3. Funció de la proteïna

1. Identifiqueu el centre actiu de la proteïna. Quins residus són rellevants, segons la literatura? L'estructura que heu explorat inclou algun substrat o inhibidor? Podeu descriure les interaccions entre els residus del centre actiu i, eventualment, entre aquests residus i el possible substrat o inhibidor, com ara ponts d'hidrogen, interaccions de van der Waals o càrregues?
2. Cerqueu informació sobre la funció que fa aquesta proteïna. Si es tracta d'un enzim, podeu mostrar i explicar el mecanisme detallat de la reacció que catalitza.
3. Cerqueu informació sobre modificacions post-translacionals que es coneguin que afecten la proteïna o bé proteïnes similars. Identifiqueu els residus que podrien ser-ne diana.
4. Relació seqüència-estructura-funció: com relacionaríeu l'estructura que heu analitzat amb la funció de la proteïna? Quins elements estructurals participen en aquesta funció? Quins residus, en concret, són claus per a la funció? Cerqueu eventuals variants de la proteïna que tinguin implicacions funcionals i comenteu-ne els efectes a nivell molecular.

Avaluació de la pràctica

La pràctica s'avaluarà fent la mitjana de dues notes:

• Sobre el treball fet al grup JC: una avaluació de la qualitat del treball realitzat, segons la rúbrica proposada.
• Sobre la comprensió dels diferents treballs presentats: la mitjana de les notes del test d'elecció múltiple vinculat a la pràctica en l'examen parcial 2 dels diferents membres de cada grup.

La guia general sobre com escriure una bona memòria, gestionar la bibliografia i organitzar el flux de treball digital és disponible a la pàgina general de QiEP. Els documents de suport i la bibliografia comuna del curs són disponibles a la pàgina del curs 2025-2026.