Проблемы моделирования трехмерной структуры белков. Методы их решения

Учебные материалы по биологии / Проблемы моделирования трехмерной структуры белков. Методы их решения

ВВЕДЕНИЕ

Белки - универсальные биополимеры, из которых строится жизнь, - выполняют весь спектр биологических функций: от структурной до каталитической. Именно белки играют максимум ролей в живом мире, и важность их изучения не ограничивается только фундаментальной наукой: сегодня и медицина, и промышленность - потребители знаний о функциях и структуре белков.

Понимание механизмов функционирования живых систем, а значит, и возможность влиять на них, например, с помощью лекарственных средств, требует знания структуры белковых молекул и глубокого понимания их функций. Известно, что необходимая информация заключена в линейной последовательности аминокислот пептидной цепочки, и что никакой дополнительной генетической информации, большей, чем та, которая заключена в ДНК, не требуется. Однако физико-химические аспекты этого сложнейшего процесса, называемого также фолдингом белка, остаются до сих пор понятыми лишь приблизительно.

Кроме учёных, структура белка интересует и специалистов более практического профиля. Фармацевты и врачи, например, заинтересованы в производстве и выпуске на рынок новых поколений лекарственных средств. Для этого нужно хорошо разбираться в молекулярных механизмах действия проектируемого лекарства, - направленного, скорее всего, на взаимодействие с каким-нибудь белком (рецептором или ферментом) в человеческом организме. Проектирование нового лекарства с учётом атомарного строения молекул-мишеней, на которые это лекарство будет действовать - наукоёмкий и сложный процесс, называемый драг-дизайном.

Разработка новых биотехнологических ферментов кроме знания структуры белков и понимания механизмов их работы, требует ещё умения проектировать новые функции в белках, ранее выполнявших какую-то другую работу.

• Фолдинг
• Сложности моделирования белков
• Распознавание фолда с использованием библиотеки известных фолдов
• Моделирование по гомологии
• Ограничения сопоставительного моделирования