Lab aminoacidoas

ESTYLF 2010, Huelva, 3 a 5 de febrero de 2010

Importancia de las Propiedades Físico-Químicas de los Aminoácidos en la
Predicción de Estructuras de Proteínas usando Vecinos más Cercanos
Gualberto Asencio Cortés 1
1

Jesús S. Aguilar-Ruiz 1

Universidad Pablo de Olavide, {guaasecor,aguilar}@upo.es

Resumen
La predicción de estructuras de proteínas es
actualmente un importante campo deinvestigación dentro de la bioinformática. En
esta área, existen numerosos estudios realizados
en los que se ha usado la información de la
separación entre los aminoácidos de una cadena
para predecir la estructura de las proteínas,
utilizándose en otros trabajos ciertas
propiedades físico-químicas de aminoácidos. En
este trabajo se han usado ambas informaciones
y se ha estudiado cómoinfluyen en la
predicción de estructuras de proteínas
empleando el algoritmo de vecinos más
cercanos. Hemos comprobado que la
información proporcionada por las propiedades
físico-químicas es de mayor interés que la
separación, obteniéndose mejores tasas de
acierto. Se han realizado cuatro experimentos en
los que se ha usado como atributos, la
separación entre aminoácidos y un conjuntodeterminado de propiedades físico-químicas de
los mismos y, como ejemplos, todas las
subsecuencias posibles encontradas en un
conjunto de más de 5000 proteínas reales.
Finalmente se demuestra empíricamente que la
separación entre aminoácidos, ampliamente
usada en la literatura, puede ser reemplazada
por propiedades físico-químicas de aminoácidos, produciendo mejores predicciones. La
tasa deacierto conseguida usando sólo la
separación está en torno al 59%, ascendiendo
este valor hasta el 79% al usarse un conjunto de
propiedades físico-químicas de aminoácidos.
Palabras Clave: propiedades físico-químicas,
separación, vecinos más cercanos, predicción de
estructura secundaria de proteínas.

1 INTRODUCCIÓN
Este trabajo se encuentra emplazado dentro del área de la
bioinformática y,dentro de la misma, en la predicción de
estructuras secundarias de proteínas.
La predicción de la estructura secundaria de las proteínas
consiste en averiguar un patrón de comportamiento en la
formación tridimensional de las proteínas, únicamente a
partir de la cadena de aminoácidos que la forman.
Hoy en día se desconoce el carácter determinista de dicho
proceso de formación, estudiándosetan solo los estados
inicial (cadena de aminoácidos) y final (proteína
totalmente formada).
Para llevar a cabo la tarea de predicción se pueden utilizar
métodos de minería de datos, los cuales trabajan, en este
contexto, con bases de datos procedentes de proteínas
conocidas, y mediante algoritmos de clasificación y
regresión extraen el conocimiento suficiente para generar
un modelo quepermita averiguar de forma determinista la
estructura que tendrá una proteína aún sin formarse, con
un determinado grado de probabilidad de acierto. Entre
estos métodos se encuentra la técnica de vecinos más
cercanos, empleada en la predicción de estructuras de
proteínas [4,13].
Para realizar las predicciones se pueden usar los llamados
mapas de contacto, que ilustran dónde se producen lasconexiones entre los aminoácidos dentro de la cadena
proteica, y los llamados mapas de distancia, entre otros.
En estos últimos, se representan los valores reales y
predichos de distancia entre dos aminoácidos cualesquiera
de la cadena. En este trabajo se predicen mapas de
distancia, con lo que se hablará de regresión en lugar de
clasificación, al ser la distancia un valor continuo. De estaforma, los resultados de las predicciones realizadas
pueden ser expresados a posteriori en términos de
contactos usando diferentes umbrales.
En numerosos estudios realizados se ha usado para la
predicción la información de la separación entre

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