Alexandre de Brevern - Thèse de Bioinformatique Moléculaire

   
Modélisation par homologie

La modélisation par homologie se base sur un concept simple. Des séquences proches ont des repliements proches, comme on le constate pour des protéines ayant des taux de similitude de séquence supérieures à 30 %.

Plusieurs équipes ont montré qu'à partir de structures connues, il est possible de construire pour une séquence, ayant des taux de similitudes de séquences significatifs, de manière supervisée, une nouvelle structure avec de bons résultats [99,30].

Au vu de la complexité et du nombre croissant de protéines, l'utilisation des procédures automatisées est devenue incontournable [120].

Différents programmes existent maintenant comme COMPOSER [10,9] ou MODELLER [169], prenant en entrée une séquence et pouvant donner en sortie un certain nombre de modèles. Le principe de ces méthodes se rapproche fortement de la méthode développée par le groupe de David Eisenberg, qui peut être subdivisée en 4 parties [15,121] :

1-

Classer une base de données en fragments protéiques associés à certaines caractéristiques telles que la structure secondaire, l'exposition au solvant, la position par rapport aux positions N et C-terminales de la protéine,...

2-

Un profil est effectué sur des alignements de séquences [71]. Ce profil est alors comparé à la base de données et l'on cherche les compatibilités locales de manière extensive.

3-

Les parties associées aux hélices et aux feuillets sont trouvées en premier. La construction des zones variables est plus complexe. Une recherche de compatibilité entre la disposition spatiale et les contraintes des profils est effectuée.

4-

Les chaînes latérales sont ajoutées et l'ensemble est minimisé. Des ensembles de rotamères sont ici utilisés. Ils représentent des prototypes moyens des conformations des chaînes latérales. Pour choisir lequel est associé à un résidu, l'interaction avec les voisins et les contraintes géométriques sont déterminées.