Komputery mogą przepowiadać szczegółową strukturę małe proteiny as well as eksperymentalne metody niektóre czas prawie, przynajmniej, według nowych studiów howard hughes medical institute badaczami.
Znalezienia zapewniają światełko problem który wydawał się nieprzezwyciężonym. który ustalać strukturę proteiny od ich genomic sekwencj sprawnie ostatecznie być mogą naukowowie nadzieja, które donosili w czasopismo nauce,
"Dla więcej niż 40 rok, ludzie znał amino zjadliwa sekwencja proteina precyzuje swój trójwymiarową strukturę, ale nikt był sprawnie tłumaczyć sekwencję w ścisłą strukturę," powiedział starszego autor David Baker, HHMI badacz przy university of washington. "powód jest ten badanie jest podniecający że pokazujemy postęp w przepowiadać strukturę od sekwenci. Problem rozwiązuje, ale tam jest nadzieja." ja no jest że, że
Proteiny są biologicznymi maszynami, i naukowowie potrzebują ustalać ich struktury rozumieć jak proteiny pracują. Teraz, naukowowie ustalają struktury wyłącznie mierzyć atomowe właściwości proteiny w lab. W kontrascie, "w tym wypadku, nigdy dotykaliśmy próbnej tubki," Piekarz powiedział. "dać mię komputer i powiedzieliśmy, "iść. "
W nauce, wyszukany program komputerowy składał 17 krótkich sznurków amino kwasy w 100.000 ewentualnych różnic. Gdy badacze porównywali najlepszy przepowiednie faktyczne struktury rozwiązywali wczesnego innymi naukowami używa eksperymentalne techniki ten sam stopień sukcesu jak najlepszy uderzający w pierwsza liga baseballa.
"dokonywaliśmy prawie atomowego postanowienie w struktury przepowiedni dla wokoło jedna trzecia nasz kryterium set małe proteiny," powiedział pierwszy autor Bradley Philip, postdoctoral kumpel w piekarza lab. "Ja jest istnym krokiem dokonywać struktury które są w niektóre sposobie porównywalnym naprzód co dostawać obok możesz ty eksperymentujesz."
Zachęcający rezultaty przychodzący od światowości wyszukany komputerowy wzorowanie program dzwonili Rosetta, najpierw rozwijać rok kilka piekarza lab w temu. Program pracuje na przesłance który załamują się w ich niskiego energetycznego stan proteiny, jak piłka która stacza się puszek wzgórze until ono przychodzi odpoczywać na poziom ziemi. Energie setki tysięcy ewentualnych kształtów wytwarzających komputerem obliczają, i niskiej energii kształt wybiera jako przepowiednia.
Przepowiednia proces zdarza się w dwa krokach, Bradley powiedział. Pierwsza faza używa approximate modela który pozwoli błyskawicznego obliczenie energia i więc może niosąca out wartko, podczas gdy drugi używa bardzo szczegółowego modela ale jest target274_0_ ścisły. dla którego biorą dużo długiego energetyczni obliczenia Wielkiej skala rewizja przez ewentualnych struktur niesie out w pierwszej fazie, i obiecujące lokacje wtedy badają w szczególe w drugiej scenie.
Pierwsza faza bierze przewagę fact że wszystkie amino kwasy identyczne sekcje które tworzą proteinowego kręgosłup., Komputer dodaje zamazanego obrazek sterczący boczni łańcuchy które dają each amino kwasowi swój unikalnej tożsamości. Sekwencja boczni łańcuchy i sąsiad ostatecznie dajemy each proteinie swój osobliwie kształtowi środowiskiem wolą.
Wtedy przypadkowo przekręca, zapętla i zgina each amino zjadliwą sekwencję w 100.000 różnych kształtów opierających się na uprzywilejowanej lokaci amino kwasy komputer. Niektóre amino kwasy miewają skłonność nurkować w kierunku załzawionego światu proteiny powierzchnia podczas gdy inny biorą pokrywę wśrodku proteiny. Komputer także rozlicza dla ogólnospołecznych przyzwyczajeń 20 amino kwasów; niektóre chcą być zamknięci each inny i inny jak ich odległość.
W scenie dwa, Rosetta zamienia zamazanego obrazek boczni łańcuchy z szczegółowymi, fizycznie realistycznymi modelami z wszystkie atomami reprezentującymi. Od pozycj atomy w sidechains i proteinowym kręgosłupie komputer wtedy używa szczegółowego fizycznej chemii siły opierającego się pole który wyróżniać zamkniętego kocowanie atomy i wodorowa więź uczuciowa precyzyjnie oblicza energię struktura.
"Co wydają się jest krytyczny jest kocowaniem molekuła," Piekarz powiedział. "proteina napady bez dziur w środku i żadny atomy na górze each inny wpólnie doskonale. Ja jest wokoło równie gęsto upakowany gdy ono mógł być. Ja jest jak trójwymiarowa wyrzynarki łamigłówka."
Badacze podnosili ich szanse znajdować wyprostowywają dopasowanie powtarzać kroka proces z 50 homologs proteiny od innych genomów tak jak komarnica lub mysz. Protokół był pierwszy badającym na niewidomym rocznym przepowiednia tescie rozważającym być wysokim standardem dla usuwać tendencyjność od proteinowych struktury przepowiedni modelów.
"no możemy obliczać energie doskonale, ale duży problem jest rewizją przez ewentualnych kształtów," Piekarz powiedział. "Dokąd no dostawaliśmy właściwej odpowiedzi na komputerze, ja był prawie zawsze skrzynką że faktyczna struktura niską energię, więc ud się jeżeli badaliśmy ten część przestrzeń."