Analyzing, modeling and predicting of the active state of proteins  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
72569
Type K
Principal investigator Simon, István
Title in Hungarian Fehérjék aktiv állapotának elemzése modellezése és predikciója
Title in English Analyzing, modeling and predicting of the active state of proteins
Keywords in Hungarian globuláris fehérjék, transzmembrán fehérjék, szerkezet nélküli fehérjék, fehérje kölcsönhatások, szerkezet becslő módszerek, számítógépes szerkezet modellezés
Keywords in English globular proteins, transmembrane proteins, unstructured proteins, protein interactions, structure prediction methods, computer modeling
Discipline
Bioinformatics (Council of Medical and Biological Sciences)100 %
Panel Genetics, Genomics, Bioinformatics and Systems Biology
Department or equivalent Institute of Enzymology, BRC, Hungarian Academy of Sciences
Participants Dosztányi, Zsuzsanna
Fuxreiter, Mónika
Magyar, Csaba
Tusnády, Gábor
Starting date 2008-04-01
Closing date 2011-12-31
Funding (in million HUF) 35.998
FTE (full time equivalent) 6.00
state closed project
Summary in Hungarian
A projekt fő célja, hogy hozzájáruljunk a fehérjék szerkezet szerveződéséről kialakuló új képhez, amely összhangban áll a jelen postgenom érában rendelkezésre álló információkkal. Ennek elérésére folytatni kívánjuk számitógépes szerkezet kutató munkáinkat globuláris, rendezetlen és transzmembrán fehérjéken, továbbá a metodikai fejlesztési tevékenységet és új adatbázisok létrehozását. Folytatni tervezzük a funkcióval kapcsolatos fehérje szerkezeti és fehérje kölcsönhatási kérdések vizsgálatát. Megkíséreljük azonosítani a transzmembrán fehérjék harmadlagos szerkezete szerveződésének alapelveit. Továbbá az eddig is sokat vizsgált fehérje szerkezet és funkció kapcsolat mellé megkíséreljük feltárni a rendezetlenség és a funkció közötti kapcsolatokat. Abban bízunk, hogy a jelen területen folytatott több évtizedes kutató munka mostanra olyan szintre jutott, hogy képesek leszünk a fehérjék szerveződését illetően széles körben érvényes megállapításokat tenni, és felismerni ezen szerveződések hátterében álló alapelveket.
Summary
The main goal of this project is to contribute to the new view of protein structure organization, taking advantage of the available information produced by the current postgenome era. In order to achieve this goal, we plan further computational works on structured, unstructured and transmembrane proteins, methodological developments and creation of new databases. We will continue our studies on function related questions of protein structure and interactions. We aim to identify the principles governing tertiary structure formation, and similarly to the well-studied
structure function-relationship, we try to understand the relationship between protein disorder and functions. Apparently, after decades of work in this field we reached the point when we can extract the principles and formulate generally valid statements on protein structure organization.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A 2008. április 1. és 2011. december 31. között végzett munka része volt az munkatársaimmal több, mint húsz éve végzett elméleti fehérje szerkezet kutató tevékenységnek, melynek hosszú távú célja a fehérjék szerkezet szerveződésének korszerű leírása. Új molekulamechanikai és molekuladinamikai módszereket fejlesztettünk ki. Ezeket és a már korábban is ismert módszereket felhasználtuk fehérjék egymás közötti, illetve fehérje működése szempontjából releváns folyamatok vizsgálatára. Az általános fehérje szerkezeti vizsgálatokhoz kapcsolódóan létrehoztuk és a világhálóra telepítettünk egy adatbázist a EPIC-DB-t Befejeztük a transzmembrán fehérjék topológiájának vizsgálatát. Ezen a területen is létrehoztunk egy adatbázist, a TOPDOM-ot, amit szintén feltelepítettünk a világhálóra. Transzmembrán fehérjékről több összefoglalót publikáltunk és megkezdtük a munkálatokat ezen fehérjék harmadlagos szerkezetének becsléséhez. A legtöbb munkát a rendezetlen fehérjék témakörében végeztük. Létrehoztuk a jelenleg egyetlen módszert, az ANCHOR-t, rendezetlen fehérjék fehérje kötőhelyeinek a szekvenciából történő becslésére. Jelentős eredményeket értünk el, részben rendezetlen fehérjék más fehérjékkel illetve nukleinsavakkal való kölcsönhatásainak vizsgálatában is. Ezen a területen is publikáltunk összefoglalókat is.
Results in English
The work we performed in the frame of this project between April 1, 2008 and December 31, 2011 is part of a long term project, started more than two decades ago, to provide a state of the art description of protein structure organization. New molecular mechanics and molecular dynamics methods were developed. These methods, those which we developed earlier and those available from the literature were applied to study protein structures and functionally relevant interactions. As part of our general protein structure research I was involved in the construction of the EPIC-DB database, which is available in the WWW. We have completed our long term study on the topology of transmembrane proteins. As a final part of this program we have constructed the TOPDOM database, put it onto the WWW and published some reviews on transmembrane proteins. We have started the next chapter of our transmembrane protein studies, focusing the relative positions and interactions of the transmembrane segments i.e. the 3D structure. Most of the work of this project involved partly or completely unstructured proteins. The currently only publicly available server to predict binding regions of unstructured protein segments, the ANCHOR were developed and placed on the WWW. We have published several important results on unstructured proteins and their interactions as well as a few reviews in this field
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=72569
Decision
Yes





 

List of publications

  
Tusnády GE, Kalmár L, Hegyi H, Tompa P and Simon I: TOPDOM: database of domains and motifs with conservative location in transmembrane proteins, Bioinformatics 24, 1469-1470, 2008
Tóth-Petróczy Á, Oldfield CJ, Simon I, Takagi Y, Dunker AK, Uversky VN and Fuxreiter M: Malleable machines in transcription regulation: the mediator complex., PLoS Comput Biol 4, e1000243, 2008
Csősz E, Bagossi P, Nagy Z, Dosztányi Z, Simon I and Fésüs L: Substrate Preference of Transglutaminase 2 Revealed by Logistic Regression Analysis and Intrinsic Disorder Examination, J Mol Biol 383, 390-402, 2008
Fuxreiter M, Tompa P, Simon I, Uversky VN, Hansen JC and Asturias FJ: Malleable machines take shape in eukaryotic transcriptional regulation, Nat Chem Biol 4, 728-737, 2008
Solt I, Kulhánek P, Simon I, Winfield S, Payne MC, Csányi G, Fuxreiter M: Evaluating Boundary Dependent Errors in QM/MM Simulations, J. Phys. Chem. B 113 5728-5735, 2009
Tompa P, Fuxreiter M, Oldfield CJ, Simon I, Dunker AK and Uversky VN: Close encounters of the third kind: disordered domains and the interactions of proteins, Bioessays 31, 328-335, 2009
Madrid-Aliste CJ, Dybas JM, Angeletti RH, Weiss LM, Kim K, Simon I and Fiser A: EPIC-DB: a proteomics database for studying Apicomplexan organisms., BMC Genomics 10, 38, 2009
Mones L, Kulhánek P, Simon I, Laio A and Fuxreiter M: The Energy Gap as a Universal Reaction Coordinate for the Simulation of Chemical Reactions., J Phys Chem B, 2009
Dosztányi Z, Mészáros B and Simon I: ANCHOR: web server for predicting protein binding regions in disordered proteins., Bioinformatics 25, 2745-- 2746, 2009
Mészáros B, Simon I and Dosztányi Z: Prediction of protein binding regions in disordered proteins., PLoS Comput Biol 5, e1000376, 2009
Tóth-Petróczy A, Simon I, Fuxreiter M and Levy Y: Disordered tails of homeodomains facilitate DNA recognition by providing a trade-off between folding and specific binding., J Am Chem Soc 131, 15084- 15085, 2009
Dosztányi Z, Mészáros B and Simon I: Bioinformatical approaches to characterize intrinsically disordered/unstructured proteins., Brief Bioinform 11, 225-243, 2010
Tusnady GE, Simon I: Shedding Light on Transmembrane Topology, Huzefa Rangwala, George Karypis (szerk.) Protein Structure Methods and Algorithms. New York: John Wiley and Sons, pp. 107-135., 2010
Tusnády GE, Simon I: Resource for structure related information on transmembrane proteins, Frishman D (szerk.) Structural Bioinformatics of Membrane Proteins. Wien: Springer-Verlag, pp. 45-59, 2010
Tusnády GE, Simon I: Topology Prediction of Helical Transmembrane Proteins: How Far Have We Reached?, Current Protein & Peptide Science 11: 550-561, 2010
Di Paolo M L, Lunelli M, Fuxreiter M, Rigo A, Simon I, Scarpa M: Active site residue involvement in mono- or di-amine oxidation catalyzed by pea seedling amine oxidase, FEBS J 278, 1232-1243, 2011
Mészáros B, Simon I, Dosztányi Z: The expanding view of protein–protein interactions: complexes involving intrinsically disordered proteins, Physical Biology 8 (3) Paper 053003, 2011
Fuxreiter M, Simon I, Bondos S: Dynamic protein-DNA recognition: beyond what can be seen, TiBS 36, 415-423, 2011
Mészáros B, Tóth J, Vértessy BG, Dosztányi Z. Simon I: Proteins with complex architecture as potential targets for drug design: a case study of Mycobacterium tuberculosis, PLoS Comput Biol 7: Art. # e1002118., 2011
Pécsi I, Szabó JE, Adams SD, Simon I, Sellers JR, Vértessy BG, Tóth J: Nucleotide pyrophosphatase employs a P-loop-like motif to enhance catalytic power and NDP/NTP discrimination., PNAS 108: 14437-14442., 2011
Bernstein N, Varnai C, Solt I, Winfield SA, Payne MC, Simon I, Fuxreiter M, Csányi G: QM/MM simulation of liquid water with an adaptive quantum region, PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS 14: 646-656, 2012
Pajkos M, Mészáros B, Simon I, Dosztányi Z: Is there a biological cost of protein disorder? Analysis of cancer-associated mutations., MOLECULAR BIOSYSTEMS 8: 296-307, 2012



Back »