Diseño de una interfaz gráfica para búsqueda de patrones estructurales en el Protein Data Bank

Abstract

La estructura que posee la materia define sus propiedades y funciones. En las últimas décadas, gracias a los avances de la ciencia y la tecnología, investigadores han utilizado variadas técnicas para determinar la estructura de macromoléculas tales como proteínas, ADN y ARN. La información conseguida es útil para describir las interacciones que se dan entre moléculas, y así poder entender las estructuras y funciones que permiten muchos procesos biológicos importantes. El volumen de información de macromoléculas que se maneja hoy en día es muy grande. Por esto se han creado bancos de datos que intentan unificar y mantener accesible la información a nivel global. Este es el caso del Protein Data Bank (PDB). Sin embargo, poder analizar los datos almacenados es una tarea difícil, que solo se lleva a cabo mediante herramientas de software especializadas. La mayor a de las herramientas disponibles actualmente poseen interfaces estándar y se limitan a realizar búsquedas a través de formularios, con los cuales no se pueden elaborar consultas avanzadas que entreguen datos realmente trabajados. Para efectuar una consulta compleja, las herramientas ofrecen confeccionarlas y ejecutarlas directamente, por ejemplo, en código SQL o a través de lenguajes de programación. Este proyecto se enfoca en entregar una solución práctica para un problema específico, la búsqueda de patrones estructurales a nivel de interacción entre un ligando y los aminoácidos que lo rodean, en su sitio de unión en las macromoléculas. La solución consiste en el diseño de una interfaz gráfica que permita dar forma a un patrón estructural basado en elementos de grafo, y que luego tal patrón sea transformado en una consulta SQL para buscar coincidencias dentro de una base de datos relacional que contiene la información de PDB. Respecto a las contribuciones, en este proyecto se implementó un prototipo funcional que satisface las necesidades originadas por el problema abordado, el prototipo fue validado, y evaluado positivamente por un grupo de usuarios cualificados. Además, en el proceso se desarrolló un método que permite transformar asociaciones de pares de componentes gráficos en consultas SQL, y que al unirlas pueden representar patrones estructurales de alta complejidad. Por último, el aporte a la comunidad científica es facilitar el estudio de estructuras por medio de una interfaz comprensible y fácil de usar, que revoluciona el modo de interacción habitual.Palabras clave : Patrones estructurales , Interacciones proteína-ligado , Interfaz gráfi ca de usuario ,Sitio de unión, PDB