CARACTERIZACIÓN DE PÉPTIDOS DE ALTA UNIÓN DE LA PROTEINA AMA-1 MEDIANTE LA PROBABILIDAD Y LA ENTROPÍA

Autores/as

  • Javier Rodriguez Universidad Militar Nueva Granada
  • Signed Prieto Clínica del Country.
  • Pedro Bernal Clínica del Country.
  • Correa Catalina Universidad Militar Nueva Granada
  • Luisa Alvarez Clínica del Country
  • Yolanda Soracipa Clínica del Country
  • Fredy López Clínica del Country.
  • Sarith Vitery Universidad Militar Nueva Granada

Palabras clave:

AMA-1, Probabilidad, Entropía, Unión, Eritrocito, Probability, Entropy, Binding, erythrocyte

Resumen

Resumen

 

La probabilidad y la entropía han sido empleadas para caracterizar física y matemáticamente péptidos de alta unión de proteínas de malaria al eritrocito. Estudios sugieren que la proteína AMA- 1 del Plasmodium Falciparum se une al eritrocito posiblemente jugando un papel en la infección. 

Se efectuó una cuantificación de la frecuencia de aparición de los 20 aminoácidos esenciales en cada una de las posiciones de los péptidos de 20 residuos que constituyen la proteína AMA-1, a partir de la construcción de un espacio de probabilidad no equiprobable, y se calcularon los valores de probabilidad, sumatoria de probabilidad y entropía para cada una de las secuencias peptídicas. 

Se encontró que los valores de probabilidad, sumatoria de probabilidad y entropía para las secuencias que no se unen varían entre los valores asociados al macroestado de no unión, mientras que dichos valores para las secuencias específicas de unión comprobadas experimentalmente se encuentran fuera de dichos rangos, conformando rangos específicos diferenciados asociados al  macroestado de unión. 

Se diferenciaron secuencias de unión y de no unión con la metodología empleada, acertando en el 100% de los casos estudiados, caracterizando así los péptidos de AMA-1 de una forma objetiva y reproducible, y evidenciando un orden físicomatemático subyacente al fenómeno de unión.

Palabras claveAMA-1, Probabilidad, Entropía, Unión, Eritrocito.

 

Abstract

HIGH BINDING PEPTIDES CHARACTERIZATION OF AMA-1 PROTEIN THROUGH PROBABILITY AND ENTROPY 

Probability and Entropy have been used to physically and mathematically characterize high binding peptides of Malaria proteins to the erythrocyte. Studies suggest that AMA-1 protein of Plasmodium Falciparum binds to erythrocyte, possibly playing a role in the infection. 

It was made a quantification of the frequency of appearance of the 20 essential amino acids in each one of the positions in peptides about 20 residues that form the AMA-1 protein, beginning with the building of a non equiprobable space of probability, and values of probability, probability summation and entropy were calculated for each of the peptide’s sequences.

It was found that probability, probability summation and entropy values for the not-binding sequences vary between the values associated to the not-binding macrostate, while those values for the specific experimentally binding sequences are out of that ranges, conforming specific differentiated ranges associated to the binding macrostate. 

Binding and not-binding sequences were differentiated with the used methodology, with a 100% success for the studied cases, characterizing the AMA-1 peptides in an objective and reproducible way, and showing a physical-mathematical subjacent order to the binding phenomenon.

Key words: AMA-1, Probability, Entropy, Binding, erythrocyte.

 

Biografía del autor/a

Javier Rodriguez, Universidad Militar Nueva Granada

MD. Director Grupo Insight – Cínica del Country. Docente Línea de Profundización e Internado Especial Física y Matemáticas aplicadas a la Medicina – Universidad Militar Nueva Granada.

Signed Prieto, Clínica del Country.

 Investigadora Grupo Insight. Clínica del Country.

Pedro Bernal, Clínica del Country.

Investigadora Grupo Insight. Clínica del Country.

Correa Catalina, Universidad Militar Nueva Granada

PSY. Investigadora Grupo Insight. Clínica del Country. Docente Línea de Profundización e Internado Especial: Física y Matemáticas aplicadas a la Medicina – Universidad Militar Nueva Granada

Luisa Alvarez, Clínica del Country

PSY. Investigadora Grupo Insight.

Yolanda Soracipa, Clínica del Country

 Investigadora Grupo Insight. Clínica del Country.

Fredy López, Clínica del Country.

Investigador Grupo Insight – Clínica del Country.

Sarith Vitery, Universidad Militar Nueva Granada

 Estudiante Medicina. Internado Especial: Física y Matemáticas Aplicadas a Medicina. Universidad Militar Nueva Granada 

Referencias bibliográficas

Aikawa M, Miller LH, Johnson J, Rabbege. Erythrocyte entry by malarial parasites. A Moving junction between erythrocyte and parasite. J Cell Biol. 1978; 77:72-82.

Anders RF, Crewther PE, Edwards S, et al. Immunization with recombinant AMA-1 protects mice against infection with Plasmodium chabaudi. Vaccine. 1998; 16:24-7.

Blanco L. Probabilidad: Notas de clase. Universidad Nacional de Colombia. Departamento de Matemáticas y Estadística; 1996.

Collins WE, Pye D, Crewther PE, Vandenberg KL, Galland G, Sulzer AJ, et al. Protective immunity induced in squirrel monkeys with recombinant apical membrane antigen-1 of Plasmodium fragile. Am J Trop Med Hyg. 1994;51:711-9.

Feynman RP, Leighton RB, Sands M. Probabilidad En: Feynman RP, Leighton RB, Sands M. Física Vol 1. Wilmington: Addison-Wesley. Iberoamericana; 1964a. p. 6-1,6-16.

Feynman RP, Leighton RB, Sands M. Leyes de la Termodinámica. En: Feynman RP, Leighton RB, Sands M. Física Vol 1. Wilmington: Addison-Wesley Iberoamericana; 1964. p. 44-1, 44-19.

Frodden E, Royo J. Entropía e información. Seminario final del Curso de Termodinámica, Dpto. de Física, Facultad de Ciencias, Universidad de Chile, 2004. En: http://fisica.ciencias.uchile.cl/~gonzalo/cursos/ termo_II-04/seminarios/seminarios1htm.

Hadley TJ, Klotz FW, Miller LH. Invasion of erythrocytes by malaria parasites: a cellular and molecular overview. Ann Rev Microbiol. 1986; 40:451-477.

Hodder AN, Crewther PE, Matthew ML, et al. The disulfide bond structure of Plasmodium apical membrane antigen-1. J Biol Chem. 1996; 271:29446-52.

Laplace P. Ensayo filosófico sobre las probabilidades. Barcelona: Altaya; 1995.

Matvéev A. Física molecular. Moscú: MIR; 1987.

Mood A, Graybill F, Boes D. Introduction to the theory of statistics. 3a Ed. Singapore: McGraw-Hill; 1974.

Narum DL, Thomas AW. Differential localization of full-length and processed forms of PF83/AMA-1 an apical membrane antigen of Plasmodium falciparum merozoites. Mol Biochem Parasitol. 1994; 67:59-68.

Rodríguez J. Caracterización física y matemática de péptidos de alta unión de MSP-1 mediante la aplicación de la teoría de la probabilidad y la entropía. Archivos de alergia e inmunología clínica. 2008a; 39(2):74-82.

Rodríguez J. Teoría de unión al HLA clase II teorías de Probabilidad Combinatoria y Entropía aplicadas a secuencias peptídicas. Inmunología. 2008b; 27(4): 151-66.

Rodríguez J, Correa C, Prieto S, Puerta G, Vitery S, Bernal P, Soracipa Y, Botero D. Aplicación de la probabilidad y la entropía a la proteína EBA-14. Caracterización matemática de péptidos de alta unión. Inmunología 2009a; 28(2):65-73.

Rodríguez J, Correa C, Prieto S, Cardona D, Vitery S, Puerta G, Soracipa Y, Bernal P. Caracterización física y matemática de péptidos de alta unión de MSA-2 aplicación de la teoría de la probabilidad y la entropía. Rev Acad Colomb Cienc. 2009b; 33(129):549-557.

Rodríguez J, Bernal P, Prieto S, Correa C. Teoría de péptidos de alta unión de malaria al glóbulo rojo. Predicciones teóricas de nuevos péptidos de unión y mutaciones teóricas predictivas de aminoácidos críticos. Inmunología. 2010; 29(1):7-19.

Rodríguez J. Entropía Proporcional De Los Sistemas Dinámicos Cardiacos: Predicciones físicas y matemáticas de la dinámica cardiaca de aplicación clínica. Rev Colomb Cardiol. 2010a; 17:115-129.

Rodríguez J. Método para la predicción de la dinámica temporal de la malaria en los municipios de Colombia. Rev Panam Salud Pública. 2010b; 27(3):211-8.

Thomas AW, Deans JA, Mitchell GH, Alderson T, Cohen S. The Fab fragments of monoclonal IgG to a merozoite surface antigen inhibit Plasmodium knowlesi invasion of erythrocytes. Mol Biochem Parasitol. 1984; 13:187-99.

Tolman R. Principles of statistical mechanics. New York: Dover Publications; 1979.

Urquiza M, Suarez J, Cárdenas C, López R, Puentes A, Chávez F, et al. Plasmodium falciparum AMA-1 erythrocyte binding peptides implicate AMA-1 as erythrocyte binding protein. Vaccine. 2001; 19:508- 513.

Waters AP, Thomas AW, Deans JA, et al. A merozoite receptor protein from Plasmodium knowlesi is highly conserved and distributed throughout Plasmodium. J Biol Chem. 1990; 265:17974-9.

World Health Organization (WHO), United Nations. World malaria report 2009. Geneva, Switzerland: WHO Press; 2009.

Cómo citar

[1]
Rodriguez, J. et al. 2011. CARACTERIZACIÓN DE PÉPTIDOS DE ALTA UNIÓN DE LA PROTEINA AMA-1 MEDIANTE LA PROBABILIDAD Y LA ENTROPÍA. Medicina. 33, 2 (abr. 2011), 83–91.

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Publicado

2011-04-17

Número

Sección

Artículos de Investigación