Предсказание структуры белка
Предсказа́ние структу́ры белка́ (англ. protein structure prediction) — направление молекулярного моделирования, предсказание по аминокислотной последовательности трёхмерной структуры белка[1] (вторичной, третичной или четвертичной). Существенно отличается от проблемы дизайна белка (англ. protein design). Предсказание структуры белка — одна из самых важных целей биоинформатики и теоретической химии. Оно применяется в медицине (например, в фармацевтике) и биотехнологии (например, при создании новых ферментов). Каждые два года результативность существующих методов предсказания оценивается в эксперименте CASP (англ. Critical Assessment of Techniques for Protein Structure Prediction — критическая оценка технологий предсказания структуры белка).
Методы
Предсказание структуры белков с помощью компьютерных программ (in silico) направлено на разработку эффективных способов получения моделей белков, структура которых еще не определена экспериментально [2]. Самый успешный тип предсказания структур, известный как гомологическое моделирование, опирается на существующую "шаблонную" структуру, сходную по аминокислотной последовательности с моделируемым белком[3]. Методы предсказания структуры белков используются в развивающейся области генетической инженерии белков, с помощью которой уже получены новые третичные структуры белков [4]. Более сложной вычислительной задачей является прогнозирование межмолекулярных взаимодействий, таких как молекулярная стыковка и предсказание белок-белковых взаимодействий [5].
Процессы фолдинга и межмолекулярных взаимодействий белков и могут быть смоделированы с использованием молекулярной механики, в частности, молекулярной динамики и метода Монте-Карло, которые все чаще используют преимущества параллельных и распределенных вычислений (проект Folding@home[6] или молекулярного моделирования на GPU[7])). Фолдинг небольших альфа-спиральных белковых доменов, например, белка виллин [8] или одного из белков вируса ВИЧ [9] были успешно смоделированы in silico. С помощью гибридных методов, сочетающих стандартную молекулярную динамику с квантовой механикой было исследованы электронные состояния зрительного пигмента родопсина[10].
См. также
Напишите отзыв о статье "Предсказание структуры белка"
Примечания
- ↑ Zaki, M. J., Bystroff, C. Protein structure prediction, Humana Press, 2008, 337 p. [books.google.ru/books?id=C6XgZJRrFsYC&printsec=frontcover#v=twopage&q&f=false Фрагмент текста] на Google Books
- ↑ Zhang Y (2008). «Progress and challenges in protein structure prediction». Current Opinions in Structural Biology 18 (3): 342–48. DOI:10.1016/j.sbi.2008.02.004. PMID 18436442.
- ↑ Xiang Z (2006). «Advances in homology protein structure modeling». Current Protein and Peptide Science 7 (3): 217–27. DOI:10.2174/138920306777452312. PMID 16787261.
- ↑ Kuhlman B, Dantas G, Ireton GC, Varani G, Stoddard BL, Baker D (2003). «[www.sciencemag.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=14631033 Design of a novel globular protein fold with atomic-level accuracy]». Science 302 (5649): 1364–68. DOI:10.1126/science.1089427. PMID 14631033. .
- ↑ Ritchie DW (2008). «Recent progress and future directions in protein–protein docking». Current Protein and Peptide Science 9 (1): 1–15. DOI:10.2174/138920308783565741. PMID 18336319.
- ↑ Scheraga HA, Khalili M, Liwo A (2007). «Protein-folding dynamics: overview of molecular simulation techniques». Annual Review of Physical Chemistry 58: 57–83. DOI:10.1146/annurev.physchem.58.032806.104614. PMID 17034338. .
- ↑ John E. Stone, James C. Phillips, Peter L. Freddolino, David J. Hardy 1, Leonardo G. Trabuco, Klaus Schulten (2007). «Accelerating molecular modeling applications with graphics processors». Journal of Computational Chemistry 28 (16): 2618–2640. DOI:10.1002/jcc.20829. PMID 17894371.
- ↑ Zagrovic B, Snow CD, Shirts MR, Pande VS (2002). «Simulation of folding of a small alpha-helical protein in atomistic detail using worldwide-distributed computing». Journal of Molecular Biology 323 (5): 927–37. DOI:10.1016/S0022-2836(02)00997-X. PMID 12417204.
- ↑ Herges T, Wenzel W (2005). «In silico folding of a three helix protein and characterization of its free-energy landscape in an all-atom force field». Physical Review Letters 94 (1). DOI:10.1103/PhysRevLett.94.018101. PMID 15698135. .
- ↑ Hoffmann M, Wanko M, Strodel P, König PH, Frauenheim T, Schulten K, Thiel W, Tajkhorshid E, Elstner M (2006). «Color tuning in rhodopsins: the mechanism for the spectral shift between bacteriorhodopsin and sensory rhodopsin II». Journal of the American Chemical Society 128 (33): 10808–18. DOI:10.1021/ja062082i. PMID 16910676.
 |
В другом языковом разделе есть более полная статья Protein structure prediction (англ.) Вы можете помочь проекту, расширив текущую статью с помощью перевода.
|
|
Это заготовка статьи по биохимии. Вы можете помочь проекту, дополнив её. |
Отрывок, характеризующий Предсказание структуры белка
– Это в первый раз она так говорила о нем.Пьера провели в освещенную большую столовую; через несколько минут послышались шаги, и княжна с Наташей вошли в комнату. Наташа была спокойна, хотя строгое, без улыбки, выражение теперь опять установилось на ее лице. Княжна Марья, Наташа и Пьер одинаково испытывали то чувство неловкости, которое следует обыкновенно за оконченным серьезным и задушевным разговором. Продолжать прежний разговор невозможно; говорить о пустяках – совестно, а молчать неприятно, потому что хочется говорить, а этим молчанием как будто притворяешься. Они молча подошли к столу. Официанты отодвинули и пододвинули стулья. Пьер развернул холодную салфетку и, решившись прервать молчание, взглянул на Наташу и княжну Марью. Обе, очевидно, в то же время решились на то же: у обеих в глазах светилось довольство жизнью и признание того, что, кроме горя, есть и радости.
– Вы пьете водку, граф? – сказала княжна Марья, и эти слова вдруг разогнали тени прошедшего.
– Расскажите же про себя, – сказала княжна Марья. – Про вас рассказывают такие невероятные чудеса.
– Да, – с своей, теперь привычной, улыбкой кроткой насмешки отвечал Пьер. – Мне самому даже рассказывают про такие чудеса, каких я и во сне не видел. Марья Абрамовна приглашала меня к себе и все рассказывала мне, что со мной случилось, или должно было случиться. Степан Степаныч тоже научил меня, как мне надо рассказывать. Вообще я заметил, что быть интересным человеком очень покойно (я теперь интересный человек); меня зовут и мне рассказывают.
Наташа улыбнулась и хотела что то сказать.
– Нам рассказывали, – перебила ее княжна Марья, – что вы в Москве потеряли два миллиона. Правда это?
– А я стал втрое богаче, – сказал Пьер. Пьер, несмотря на то, что долги жены и необходимость построек изменили его дела, продолжал рассказывать, что он стал втрое богаче.
– Что я выиграл несомненно, – сказал он, – так это свободу… – начал он было серьезно; но раздумал продолжать, заметив, что это был слишком эгоистический предмет разговора.
– А вы строитесь?
– Да, Савельич велит.
– Скажите, вы не знали еще о кончине графини, когда остались в Москве? – сказала княжна Марья и тотчас же покраснела, заметив, что, делая этот вопрос вслед за его словами о том, что он свободен, она приписывает его словам такое значение, которого они, может быть, не имели.
– Нет, – отвечал Пьер, не найдя, очевидно, неловким то толкование, которое дала княжна Марья его упоминанию о своей свободе. – Я узнал это в Орле, и вы не можете себе представить, как меня это поразило. Мы не были примерные супруги, – сказал он быстро, взглянув на Наташу и заметив в лице ее любопытство о том, как он отзовется о своей жене. – Но смерть эта меня страшно поразила. Когда два человека ссорятся – всегда оба виноваты. И своя вина делается вдруг страшно тяжела перед человеком, которого уже нет больше. И потом такая смерть… без друзей, без утешения. Мне очень, очень жаль еe, – кончил он и с удовольствием заметил радостное одобрение на лице Наташи.
– Да, вот вы опять холостяк и жених, – сказала княжна Марья.
Пьер вдруг багрово покраснел и долго старался не смотреть на Наташу. Когда он решился взглянуть на нее, лицо ее было холодно, строго и даже презрительно, как ему показалось.
– Но вы точно видели и говорили с Наполеоном, как нам рассказывали? – сказала княжна Марья.
Пьер засмеялся.
– Ни разу, никогда. Всегда всем кажется, что быть в плену – значит быть в гостях у Наполеона. Я не только не видал его, но и не слыхал о нем. Я был гораздо в худшем обществе.
Ужин кончался, и Пьер, сначала отказывавшийся от рассказа о своем плене, понемногу вовлекся в этот рассказ.
– Но ведь правда, что вы остались, чтоб убить Наполеона? – спросила его Наташа, слегка улыбаясь. – Я тогда догадалась, когда мы вас встретили у Сухаревой башни; помните?
Пьер признался, что это была правда, и с этого вопроса, понемногу руководимый вопросами княжны Марьи и в особенности Наташи, вовлекся в подробный рассказ о своих похождениях.
Сначала он рассказывал с тем насмешливым, кротким взглядом, который он имел теперь на людей и в особенности на самого себя; но потом, когда он дошел до рассказа об ужасах и страданиях, которые он видел, он, сам того не замечая, увлекся и стал говорить с сдержанным волнением человека, в воспоминании переживающего сильные впечатления.
