Beräkning av kemisk likhet mellan substrat för karaktärisering av ett enzyms substratpromiskuitet

Abstract

Den traditionella synen på enzym är att de är specifika för vilka reaktioner de katalyserar och vilka substrat de kan transformera, men i allmänhet uppvisar enzym en högre grad av mångsidighet än så. Egenskapen hos enzym att kunna transformera flera strukturellt olika substrat kallas ofta för substratpromiskuitet, vilket bland annat är viktigt att studera för att bättre förstå metabola processer och hur enzym evolutionärt kan utveckla nya funktioner. Med tillgång till information om enzym och deras substrat i enzymdatabaser kan den här typen av promiskuitet undersökas kvantitativt, givet ett sätt att mäta hur strukturellt lika substraten är. Fokus för det här projektet är att först undersöka relevanta kemoinformatiska metoder för att beräkna kemisk likhet mellan molekyler och sedan med hjälp av metoderna utveckla kod som beräknar strukturella likheter mellan ett enzyms substrat. Den slutliga koden är skriven i Python och tar en lista med substratnamn för en enzymklass som input. Koden kan sedan beräkna olika likhetsvärden mellan substraten samt skapa visualiseringar av de kemiska strukturerna och deras likheter. Förhoppningen är att koden ska kunna vidareutvecklas och användas av forskare på avdelningen för Systembiologi på Chalmers tekniska högskola för att vidare studera enzym och deras promiskuitet. Källkoden finns även tillgänglig på webbplattformen Github.