Создание глобальной карты вселенной форм белков

Белки, составляющие около 15% массы тела, — самые распространенные твердые вещества в организме человека. Они являются рабочими молекулами иммунной системы, метаболизма, функций мозга, движения и всех физически и химически функциональных частей тела. Каждый белок выполняет конкретную функцию под управлением своего гена.

Исследователи из Университета Пердью разработали новый способ классификации белков и их форм, который закладывает основу для понимания структуры и функций белков. Формы критически важны, так как определяют роль и эффективность белков. Исследование опубликовано в апрельском выпуске журнала PLOS Computational Biology.

Ученые создали новый способ визуализации и классификации 3D-форм белков, который станет основой для искусственного дизайна белков и других их применений. В отличие от традиционной классификации по конформациям белковых цепей, новая система классифицирует белки по их общей форме поверхности, что более непосредственно связано с тем, как они взаимодействуют с другими белками и соединениями в клетке.

Команда картирует и классифицирует 3D-формы поверхностей белков в определенном пространстве внутри организма. Формы поверхностей представлены с помощью 3D-дескрипторов Цернике — математических инвариантов на основе моментов, которые ранее доказали свою эффективность для поиска сходства биомолекулярных структур.

Также был проанализирован пространство форм, занимаемое белковыми комплексами. Это картирование дает данные о взаимосвязи между формами, фолдами основной цепи и образованием комплексов.

Эта работа в области биоинформатики не только обрабатывает биологические данные, но и предлагает уникальный взгляд и структуру, которые могут изменить то, как люди видят и понимают биомолекулярный мир.