Комплексная база данных для изучения агрегации белков

Исследователи из IBB-UAB создали самую полную на сегодняшний день базу данных для понимания основ агрегации белков — явления, связанного со старением и рядом патологий. Новый ресурс A3D-MOBD объединяет протеомы 12 наиболее изученных модельных организмов, охватывающих далёкие биологические клады, и содержит более полумиллиона предсказаний регионов белков со склонностью к образованию агрегатов.

База была разработана группой Protein Folding and Computational Diseases в Institut de Biotecnologia i de Biomedicina Университета Автономного Барселоны (IBB-UAB) под руководством профессора биохимии и молекулярной биологии Сальвадора Вентуры.

Исследование, проведённое в сотрудничестве с учёными из Варшавского университета, недавно опубликовано в журнале Nucleic Acids Research. Оно предоставляет предварительно рассчитанные анализы склонности к агрегации и инструменты для изучения этого явления в протеомном масштабе, а также для эволюционного сравнения между разными видами.

Новый ресурс основан на методе Aggrescan 3D, разработанном той же исследовательской группой в 2015 году, но значительно расширяет доступные данные. Всего он содержит более 500 000 структурных предсказаний для более чем 160 000 белков из 12 хорошо охарактеризованных модельных организмов, широко используемых в биологии, биотехнологии и биомедицинских исследованиях.

В базу включены:

Адаптивная архитектура A3D-MOBD позволяет в будущем добавлять другие организмы, важные для медицинского, биологического, сельскохозяйственного и промышленного секторов.

Кроме того, инструмент предоставляет данные о растворимости и стабильности белков и включает дополнительную информацию для контекстуализации процесса агрегации. Для его разработки исследователи использовали несколько вычислительных источников, включая алгоритм моделирования структуры белков на основе ИИ AlphaFold и TOPCONS для предсказания взаимодействия белков с липидными мембранами, а также ссылки на эталонные базы данных для конкретных организмов, такие как Human Protein Atlas и Wormbase.

Агрегация белков связана со старением и лежит в основе различных патологий, таких как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и боковой амиотрофический склероз (БАС). Это также один из важнейших барьеров в промышленном производстве терапевтических молекул, повышающий их конечную стоимость. С публикацией этой базы данных исследователи надеются получить новые ключи к пониманию того, почему некоторые болезни, вызванные агрегацией белков, развиваются у одних видов, в то время как другие организмы не подвержены им.

Этот ресурс представляет собой самый комплексный инструмент для предсказания регионов, склонных к агрегации. «Мы ожидаем, что он предложит решения гораздо более широкой аудитории исследователей, не только из-за большой коллекции структур, но и благодаря его интеграции с базами данных из разных биологических областей», — говорит Сальвадор Вентура. «Мы уверены, что он установит новый стандарт в исследованиях агрегации белков и ожидаем, что он станет базовым ресурсом в этой области», — заключает исследователь UAB.