О белках и сложных сетях

[@ich76]

Задумчиво сопоставляю прочитанное с первой статьей.

Вопрос: сколько трехмерных структур соответствует конкретному белку?
Ответ: Одна, с точностью до небольшой подвижности маленьких «разупорядоченных» петель. Известно ровно одно исключение, когда одной последовательности соответствуют 2 достаточно разные структуры, это прионы.

Так сколько же у белка «настоящих» конформаций: одна или несколько?
Соответственно, рассматриваемая задача — это изучение состояний «живого» белка, или ускорение вычислительного алгоритма,
помощь в преодолении локального минимума энергии?

[@Telpecarne]

Во-первых, всё зависит от конкретного белка и внешних условий. С изменением температуры, концентрации ионов в водном растворе в котором он находится, с заменой воды на какой-нибудь этанол, увеличением концентрации молекул белка в системе конформации будут изменяться. Во-вторых, много и разных, так что думаю, что некоторые за нано-микросекунды (что с теперешними способностями молекулярной динамики очень много) достигнут энергетического дна и будут там бултыхаться. В-третьих, насколько я знаю, кристаллография и всякие прочие спектроскопие, которые в теории должны были б дать точную 3d-карту расположения атомов плюс\минус пикометры пока не совсем справляются.

Возможно я где-то ошибаюсь, protein dynamics не моя основная тема, я так, краем уха немного слышал.

Рассматриваемая задача — построение карты свободной энергии белка (да и не только, я, например, работаю с водой, там вместо непрерывного параметра набор дискретных величин для каждой молекулы) и нахождение «истинного» пути из одной конформации в другую

[@ich76]

с заменой воды на какой-нибудь этанол, увеличением концентрации молекул белка в системе конформации будут изменяться

вам добровольцы для опытов не нужны? а то иногда хочется всего себя отдать науке ;)

А можно ли найденный «истинный» путь между конформациями подтвердить экспериментально? Методы, о которых я слышал, описывают конечную структуру белка. Интересно, есть ли оборудование, которое может сделать «снимки» самого процесса фолдинга?

[@Telpecarne]

вам добровольцы для опытов не нужны? ;)

если у них есть большие выч. мощности, то нужны:)

А можно ли найденный «истинный» путь между конформациями подтвердить экспериментально? Методы, о которых я слышал, описывают конечную структуру белка. Интересно, есть ли оборудование, которое может сделать «снимки» самого процесса фолдинга?

Есть всякие спектроскопии на фемтосекундном разрешении. Правда фолдинга in vivo я не видел, но зато видел шикарное видео выращивания карбоновой нанотрубки. К сожалению, ничего более существенного сказать не могу, потому что довольно далек от чистых экспериментов.

[@OlegKovalevskiy]

Тут тонкость в этих словах этой статьи:

Дело в том, что белки под воздействием внешних факторов (температура, давление, ионы, вода etc) могут находится в различных состояниях (conformations)

Поясняю. Многие небольшие белки вообще могут иметь одну конформацию и все. У больших белков — возможна подвижность между доменами, то есть белок можно представить в виде двух-трех-четырех твердых тел, которые могут двигаться друг относительно друга. Причем эта подвижность не случайна, а является ответом на внешнюю среду, например, на связывание малой молекулы- регулятора или субстрата, который в среде появился и внезапно связался с белком. В «первой статье» были такие слова на этот счет:

(в реальности многие белки состоят из двух и более жестких частей, которые могут двигаться друг относительно друга, это нужно для регуляции активности белка (аллостерическая регуляция), чтобы некий сигнал мог включать и выключать химическую активность белка-фермента).

Так что все в порядке, просто картина несколько сложней, недаром та статья называлась «Введение» :) Трудно сразу объять необъятное :)

[@ich76]

С единственной конформацией задача выглядит легче — можно искать минимум энергии, не заботясь об «истинности» траектории. А так придется рассматривать несколько конформаций с низкой энергией, и искать, какие из них достижимы при нормальных условиях. Да, теперь понятно, зачем нужна карта энергии с переходами между состояниями. (Уважительно вздыхает) биохииимия… как у вас все непросто. :)

[@OlegKovalevskiy]

Тут хоть бы одну конформацию, имеющую хоть какое-то отношение к реальности найти — уже хорошо было бы :) А ведь есть и моторные белки, преобразующие энергию гидролиза АТФ в механическое движение, там вообще все красиво, но сложно. При этом даже у моторов движение — это осцилляция между четко определенными состояниями.