Ученые научились быстро предсказывать белковые взаимодействия

Схематическое изображение белок-белкового взаимодействия. Изоборажение BiobulletM / Wikipedia

Биологи и математики из МФТИ, университета Стони Брук и других научно-исследовательских центров научили компьютер в 10 раз быстрее предсказывать, как будут «сцепляться» между собой белковые молекулы.

Белки — химическая основа жизни. Они разносят кислород из легких по телу, переваривают пищу, проводят сигналы в нервах и строят другие белки. Как правило, белковые молекулы действуют в группах и образуют белковые комплексы. У белков сложная трехмерная структура: то, как они будут работать, зависит от того, как они соединятся друг с другом. Поэтому важно предсказать, как будет выглядеть их «стыковка». «Объяснение этих взаимодействий помогает описать работу организма в целом и методы лечения таких заболеваний, как рак», — комментирует исследование Дмитрий Козаков, профессор университета Стони Брук и адъюнкт-профессор МФТИ.

Ученые решили представить белки как сочетание «квантовых поверхностей» — блоков, которые описываются математическим аппаратом квантовой механики. Так можно одновременно рассчитывать взаимодействие многих пар белковых участков между собой, а не оценивать каждую пару независимо. По словам ученых, новый метод работает до 10 раз быстрее лучших из существующих методов.

Новый алгоритм скоро станет частью автоматической системы расчета белок-белкового взаимодействия ClusPro, которую разработали авторы статьи. На последнем соревновании среди специалистов по определению структуры белков CAPRI (англ. Critical Assessment of PRotein Interactions — критическая оценка предсказания взаимодействия) сервер ClusPro признали лучшей автоматической системой для расчета белок-белкового взаимодействия.

Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA.

Не так давно «Чердак» рассказал про то, как ученые создают 3D-модели вирусных частиц (а они тоже состоят из множества белков), которые помогают в научных исследованиях.
Теги:

Читать еще на Чердаке: