Метод протягивания

Предсказывая структуру белка, не имеющего видимой гомологии с белками уже расшифрованными, можно попробовать взять, одну за другой, все пространственные структуры из Банка, наложить (возможно, с некоторыми выпетливаниями) цепь этого белка на каждую из них, и посмотреть, какая из этих пространственных структур даст — для нашей цепи — наибольший энергетический выигрыш. При этом мы должны разрешать цепи то идти по скелету структуры, то выпетливаться или "сокращать" имеющиеся в скелете выпетливания — если это увеличивает энергетический выигрыш.

Такой подход называют "методом протягивания" (threading method). Он был предложен Б.А.Ревой в 1990 г. и — независимо, в более простом и более удобном варианте — Д. Айзенбергом и его группой в 1991 г. Сейчас метод протягивания стал весьма популярным методом опознавания структур "новых" белков по их аналогии со "старыми".

В общем, работа по протягиванию напоминает поиск гомологии, — только на этот раз "выравниваются" не две первичные структуры, "новая" и "старая", а "новая" первичная структура со "старым" белковым скелетом.

Здесь возникают аналогичные проблемы, как в любом предсказательном методе.

Во первых, конформацию даже тех кусков цепи, что наложены на скелет, мы знаем с большой погрешностью: ведь мы не знаем конформации боковых групп, — а именно они, в основном, и взаимодействуют. Далее, мы не знаем конформации всех выпетливаний. Оценка показывает, что при протягивании мы знаем примерно половину взаимодействий в белковой цепи, а вторую — не знаем. Значит, опять мы вынуждены судить о структуре белка по части взаимодействий, действующих в его цепи. Значит, опять наши предсказания могут носить только вероятный характер.

Во-вторых, как перебрать все наложения и найти лучшие. Здесь приходит на помощь динамическое программирование и его вариант — статистическая механика одномерных систем (цепных молекул) — для расчета протягивания цепи через скелет; теория самосогласованного поля — для расчета действующего на цепь молекулярного поля в каждой точке скелета; стохастическая минимизация энергии методом Монте-Карло; а также — разные варианты метода ветвей и границ, и т.д.

Смотрите также

Модификация неорганических мембран нанокристаллитами пироуглерода
В настоящее время мембранное разделение жидких и газообразных смесей достаточно широко используется в различных отраслях промышленности. Наряду с очевидными достоинствами этого метода разде ...

Поверхностно-активные полимеры
Поверхностно-активные полимеры, или полимерные ПАВ, получили широкое распространение в последние 20 лет и сейчас используются во многих технологиях. Чаще всего их применяют для стабилизации ...

Молекулы. Химическая связь. Строение веществ
Химические частицы, образованные из двух или нескольких атомов, называются молекулами (реальными или условными формульными единицами многоатомных веществ). Атомы в молекулах химически связаны. П ...