Компьютерный алгоритм поможет ученым моделировать расщепление и сборку белка

В основном расщепление белков происходит в желудочно-кишечном тракте человека. Сделать это в лаборатории и тем более собрать белок обратно - невероятно трудно. Теперь ученые создали модель, которая может конкретизировать этот процесс.

Компьютерный алгоритм поможет ученым найти нужное место для расщепления белка, а затем повторно собрать его так, чтобы он мог функционировать. Алгоритм представила команда биохимиков и биофизиков из Америки. Результаты своей работы они опубликовали в журнале Nature Communications. Ученые считают, что это может быть еще одним шагом к началу использования химических и световых сигналов для создания новых методов лечения заболеваний и биосенсоров.

Белки со сложной трехмерной структурой играют важную роль во многих процессах организма, включая коммуникацию между клетками, репликацию и репарацию ДНК и создание антител. Молекулы белков - полимеры, состоящие из остатков аминокислот. Этих аминокислот лишь 20 видов, но разнообразие белковых структур, которое они образуют, необычайно велико. При описании структуры белка используют четыре уровня организации: первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры. Первичная структура определяется генетически, а вот остальные формируются в процессе сворачивания - или фолдинга - белка. Нарушение связей между структурными элементами белка - его расщепление.

Ранее ученые обнаружили, что они могут расщеплять белки, используя световые и химические сигналы, но находить точное место для расщепления приходилось методом проб и ошибок. В условиях проведения реальных медицинских процедур и научных исследований это несколько непрактично.

Как сказал один из авторов последнего исследования, целью работы было идентифицирование мест, в которых можно разрушить связи и произвести расщепление белка и, более того, повторную его сборку в последующем. Чтобы найти такие места, исследователи проанализировали, как несколько белков были расщеплены в прошлом, и использовали эти данные для создания математической модели структуры белка. Алгоритм может находить места для расщепления в таких белках, как тирозинкиназа Lyn и фактор обмена гуаниловых нуклеотидов.

Ученые видят применение этого алгоритма для преобразования, например, иммунных клеток из тела пациента, чтобы сделать их более эффективными в борьбе против раковых клеток. И это не единственный вариант использования.

Исследователи опубликовали свою программу онлайн на сайте spell.dokhlab.org.