Tabla de estabilidad de sustituciones de aminoácidos

Hola,
a menudo nos preguntamos qué efecto puede tener un cambio de aminoácido sobre la estabilidad de una proteína. Una pregunta relacionada es si tendrá fenotipo una sustitución no sinónima (missense). De hecho hay toda una colección de herramientas que se han desarrollado para esto (ver por ejemplo el curso de bioinformática estructural). El trabajo reciente de Rocklin et al (2017), donde estudian la estabilidad de miles de miniproteínas (hasta 50aa) sintéticas y unas 500 naturales del PDB, nos proporciona la mejor respuesta hasta la fecha. Aunque es un artículo complejo, en esencia lo que hacen es medir la estabilidad de miles de proteínas expresándolas y exponiéndolas a proteasas en levadura.
De esa manera pueden estimar el efecto que tienen mutaciones individuales dependiendo de su contexto de estructura secundaria, ya sea una alfa-hélice, una lámina beta o un lazo o loop:

Efecto sobre la estabilidad de mutaciones en diferentes contextos estructurales. Los valores negativos, como los de la prolina en general, son desestabilizadores. Adaptada de http://science.sciencemag.org/content/357/6347/168.full.

En la siguiente figura se muestran ejemplos de mutaciones desestabilizadoras en amarillo:

Adaptada de http://science.sciencemag.org/content/357/6347/168.full.

Hasta pronto,
Bruno

rooting and laddering Newick trees

Buenas,
esta entrada es para compartir un script Perl para enraizar árboles, muchos árboles, de manera automática, y ordenar los nodos por distancia. Pongo el título en inglés para los buscadores.
Rubén Sancho y yo estamos probando el software GRAMPA, que requiere una colección de árboles de genes precalculados en formato Newick, pero además los quiere enraizados y ordenados de manera ascendente. Como son más de mil árboles no lo queríamos hacer uno a uno con FigTree, por poner un ejemplo; queríamos automatizarlo y para ello aprovechamos los módulos Bio::TreeIO y Bio::Phylo. El primero es de Bioperl y ya lo tenía instalado, el segundo lo instalé con: $ sudo cpanm Bio::Phylo

El árbol de ejemplo, contenido en el fichero unrooted.ph, es:

(1_Sbic:0.047,2_Osat:0.068,(((((((((((3_B422:0.007,(((4_Barb:0.000,((5_Bret:0.003,(6_BsyE:0.000,7_BsyE:0.000):0.000):0.000,8_BsyC:0.000):0.000):0.000,9_Bpho:0.002):0.000,(10_BsyC:0.000,11_BsyC:0.000):0.001):0.000):0.008,((12_B422:0.005,13_Bpho:0.005):0.002,14_Barb:0.000):0.005):0.000,((((15_Bdis:0.000,16_Bdis:0.000):0.000,17_Bmex:0.033):0.013,18_Bhyb:0.001):0.014,(19_Bboi:0.021,((20_Bmex:0.017,21_Bsta:0.034):0.012,22_Bsta:0.000):0.003):0.020):0.012):0.002,23_Barb:0.000):0.000,24_Brup:0.012):0.000,25_BsyG:0.000):0.000,(26_Bpin:0.000,27_BsyG:0.000):0.000):0.011,28_Bsta:0.000):0.053,29_BsyG:0.000):0.036,(30_Barb:0.005,(31_Bpho:0.024,(32_BsyC:0.000,33_BsyE:0.000):0.027):0.029):0.000):0.005,34_Bboi:0.030):0.035);

Invocando el script lo enraizamos con el taxón elegido, el outgroup '_Sbic':

$ perl reroot_tree.pl unrooted.ph > rooted.ph

Obtenemos el fichero rooted.ph, que podemos visualizar con FigTree:

Árbol enraizado y con orden creciente de nodos.

Éste es el código de reroot_tree.pl :

 #!/usr/bin/perl -w  
   
 # Re-roots an input Newick tree with a user-defined outgroup and   
 # prints the resulting tree in ascending or descending node order.  
 # Based on https://github.com/phac-nml/snvphyl-tools/blob/master/rearrange_snv_matrix.pl  
   
 use strict;  
 use Bio::TreeIO;  
 use Bio::Phylo::IO;  
 use Bio::Phylo::Forest::Tree;  
    
 my $OUTGROUPSTRING = '_Sbic'; # change as needed  
 my $NODEORDER = 1; # 1:increasing, 0:decreasing  
 my ($outfound,$outnode,$sorted_newick) = (0);  
   
 die "# usage: $0 <tree.newick>\n" if(!$ARGV[0]);  
   
 # read input tree  
 my $input = new Bio::TreeIO(-file=>$ARGV[0],-format=>'newick');  
 my $intree = $input->next_tree();  
   
 # find outgroup taxon  
 for my $node ( $intree->get_nodes() ) {   
  if(defined($node->id()) && $node->id() =~ m/$OUTGROUPSTRING/) {  
   $outnode = $node;   
   $outfound = 1;  
   last;  
  }  
 }  
 if($outfound == 0) {  
  die "# cannot find outgroup $OUTGROUPSTRING in input tree $ARGV[0]\n";  
 }  
   
 # root in outgroup and sort in increasing order  
 $intree->reroot_at_midpoint($outnode);  
   
 # sort nodes in defined order and print  
 my $unsorted_tree = Bio::Phylo::IO->parse(  
  '-string' => $intree->as_text('newick'),  
  '-format' => 'newick'  
 )->first();  
   
 $unsorted_tree->ladderize($NODEORDER);  
   
 $sorted_newick = $unsorted_tree->to_newick();  
 $sorted_newick =~ s/'//g;  
   
 print $sorted_newick;  

Un saludo,
Bruno