Проблемы моделирования трехмерной структуры белков. Методы их решения
Информация - Биология
Другие материалы по предмету Биология
?МР). Эти методы ещё не достигли той степени зрелости, чтобы можно было получить структуру любого интересующего исследователей белка с ограниченными временными и материальными затратами.
),,.222009,(PDB) ? 57 000, но если из этого множества исключить повторные эксперименты на одних и тех же белках в различных условиях, а также структуры искусственно модифицированных и близкородственных белков, это число сократится до менее чем 10 000, составляя ?1-2% от общего числа практически важных белков.
Выход из сложившейся ситуации могут дать методики теоретического предсказания пространственной структуры, решающим преимуществом которых является сравнительно высокая скорость и низкая трудоёмкость получения моделей строения белков. Оборотной стороной этого преимущества оказывается качество моделей - точность предсказания, которая не всегда является достаточной для практически важных задач (например, изучения взаимодействия рецептора с лигандами). Однако в условиях ограниченной доступности структурных данных по интересующему исследователей объекту, молекулярная модель оказывается разумной заменой - особенно учитывая тот факт, что более или менее реалистичные модели могут быть построены для >50% всех белков с неизвестной структурой.
МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СТРУКТУРЫ БЕЛКА
Распознавание фолда с использованием библиотеки известных фолдов
Распознавание фолда - это первая стадия для построения модели трехмерной структуры белка. Применяется, если отсутствует информация о близких гомологах исследуемого белка, пространственная структура которых расшифрована ранее. При этом удается предсказать корректно укладку для ~75% белков. Точности построенной на базе этого метода модели недостаточно, чтобы исследовать механизмы функционирования макромолекулы и, в конечном счете, создаваемой молекулярной системы.
Предсказание архитектуры белковой глобулы на основе знаний об атомных воздействиях (метод ab initio или de novo)
Этот термин означает, что в предсказании не используют в явном виде информации о структуре других белков. Все вычисления, как правило, производятся в эмпирических силовых полях, описывающих парные взаимодействия в классической системе частиц, представляющей молекулу белка. Сами же эти силовые поля в неявном виде включают данные о структуре молекул (не обязательно белковых) - такие как парциальные заряды и массу атомов, а также длины и углы валентных связей, - и к квантово-механическим методам отношения не имеют.
Наиболее физически корректные подходы из этой группы заключаются в основном в расчётах МД для моделирования процесса и результата фолдинга, однако эти методы из-за их огромной вычислительной сложности и неточности функ