Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на

Биологи создали алгоритм, определяющий структуру белка по фотографиям

Американские биологи разработали специальный компьютерный алгоритм, позволяющий получить "эскиз" трехмерной структуры произвольного белка по снимкам высокого разрешения с нескольких ракурсов, говорится в статье, опубликованной в журнале Structure.

МОСКВА, 6 мар - РИА Новости. Американские биологи разработали специальный компьютерный алгоритм, позволяющий получить "эскиз" трехмерной структуры произвольного белка по снимкам высокого разрешения с нескольких ракурсов, говорится в статье, опубликованной в журнале Structure.

Проблема восстановления трехмерной структуры белков является одной из самых сложных вычислительных задач. Как правило, белки состоят из множества тысяч остатков аминокислот, которые могут взаимодействовать друг с другом сотнями путей. Расчет всех возможных комбинаций и поиск "правильного" варианта занимает непозволительно много времени даже у современных суперкомпьютеров. В 2008 году группа программистов и биологов из университета штата Вашингтон привлекла к этой задачи коллективный "интернет-разум", разработав компьютерную игру - белковый "конструктор" FoldIt.

Группа биологов под руководством Мэттью Бейкера (Matthew Baker) из медицинского колледжа Бейлор в городе Хьюстон (США) разработала компьютерную программу, которая позволяет относительно быстро получать примерную структуру того или иного белка по нескольким снимкам его молекулы с разрешением в 3-8 ангстрем (десятых частей нанометра).

Для решения этой проблемы мы позаимствовали алгоритмы, описывающие решение классической вычислительной проблемы, которая известна под названием "задача коммивояжера". По своей сути она напоминает головоломку в которой игрок должен получить картинку, соединив пронумерованные точки. Только в этом случае числа отсутствуют, - пояснила участница группы Мария Бейкер (Mariah Baker) из медицинского колледжа Бейлор.

В оригинальной задаче воображаемый торговец должен найти кратчайший маршрут, по которому он сможет обойти все нужные точки-"города" и вернуться в исходный пункт.

При увеличении числа городов до двухзначных значений задача становится не решаемой с точки зрения простого перебора значений - ее решение затянется на миллиарды лет даже на самом быстром суперкомпьютере. Поэтому большинство действенных методов ее решения относятся к числу эвристических алгоритмов - математически нестрогих методов, дающих приемлемый ответ.

Бейкер и его коллеги использовали эти методы для восстановления структуры белков, только на этот раз "торговец" путешествовал не по городам, а по соединительным мостикам между остатками аминокислот. Эти участки белковых молекул хорошо различимы на снимках, которые можно получить при помощи современных рентгеновских кристаллографов или криомикроскопов.

По словам биологов, данная методика универсальна и не требует предварительных знаний о поведении и функциях белковой молекулы, в других методов восстановления структуры белков "по фотографии".

"Это особенно важно при работе с гигантскими белковыми комплексами из 10 или 30 отдельных молекул. Вы можете знать структуру одного или двух его компонентов, но вам нужно понимать, как все компоненты структуры взаимодействуют друг с другом. И если вам удастся разделить составляющие, вы сможете использовать наш метод для получения модели всех белков в комплексе", - заключает Мэтью Бейкер.

Рекомендуем
РИА
Новости
Лента
новостей
Лента новостей
0
Сначала новыеСначала старые
loader
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала