Using crystallographic water properties for the analysis and prediction of lectin-carbohydrate complex structures

Autores
Modenutti, Carlos Pablo; Gauto, Diego Fernando; Radusky, Leandro Gabriel; Blanco, J.; Turjanski, Adrian; Hajos, Silvia Elvira; Marti, Marcelo Adrian
Año de publicación
2015
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Understanding protein-ligand interactions is a fundamental question in basic biochemistry, and the role played by the solvent along this process is not yet fully understood. This fact is particularly relevant in lectins, proteins that mediate a large variety of biological processes through the recognition of specific carbohydrates. In the present work, we have thoroughly analyzed a nonredundant and well-curated set of lectin structures looking for a potential relationship between the structural water properties in the apo-structures and the corresponding protein-ligand complex structures. Our results show that solvent structure adjacent to the binding sites mimics the ligand oxygen structural framework in the resulting protein-ligand complex, allowing us to develop a predictive method using a Naive Bayes classifier. We also show how these properties can be used to improve docking predictions of lectin-carbohydrate complex structures in terms of both accuracy and precision, thus developing a solid strategy for the rational design of glycomimetic drugs. Overall our results not only contribute to the understanding of protein-ligand complexes, but also underscore the role of the water solvent in the ligand recognition process. Finally, we discuss our findings in the context of lectin specificity and ligand recognition properties.
Fil: Modenutti, Carlos Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Gauto, Diego Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
Fil: Radusky, Leandro Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Blanco, J.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Turjanski, Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
Fil: Hajos, Silvia Elvira. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina
Fil: Marti, Marcelo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
Materia
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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In the present work, we have thoroughly analyzed a nonredundant and well-curated set of lectin structures looking for a potential relationship between the structural water properties in the apo-structures and the corresponding protein-ligand complex structures. Our results show that solvent structure adjacent to the binding sites mimics the ligand oxygen structural framework in the resulting protein-ligand complex, allowing us to develop a predictive method using a Naive Bayes classifier. We also show how these properties can be used to improve docking predictions of lectin-carbohydrate complex structures in terms of both accuracy and precision, thus developing a solid strategy for the rational design of glycomimetic drugs. Overall our results not only contribute to the understanding of protein-ligand complexes, but also underscore the role of the water solvent in the ligand recognition process. Finally, we discuss our findings in the context of lectin specificity and ligand recognition properties.Fil: Modenutti, Carlos Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Gauto, Diego Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Radusky, Leandro Gabriel. 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Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; ArgentinaFil: Marti, Marcelo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaOxford Univ Press Inc2015-02info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/58876Modenutti, Carlos Pablo; Gauto, Diego Fernando; Radusky, Leandro Gabriel; Blanco, J.; Turjanski, Adrian; et al.; Using crystallographic water properties for the analysis and prediction of lectin-carbohydrate complex structures; Oxford Univ Press Inc; Glycobiology; 25; 2; 2-2015; 181-1960959-6658CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1093/glycob/cwu102info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://academic.oup.com/glycob/article/25/2/181/2901761info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T10:04:41Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/58876instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 10:04:41.765CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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Fil: Modenutti, Carlos Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina
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