Белки позволяют детально заглянуть внутрь человеческого организма и понять, как он защищает себя от многих болезней. Белки, составляющие около 15% массы тела, являются наиболее распространенными твердыми веществами в организме человека. Они являются важными рабочими молекулами иммунной системы, метаболизма, функции мозга, движений тела и любых физически и химически функциональных частей тела. Каждый белок выполняет определенную функцию под управлением своего гена.
Теперь исследователи Университета Пердью придумали новый способ классификации белков и их форм, который закладывает основу нашего понимания структуры и функций белков. Формы важны, потому что они определяют роль и эффективность белков. Исследование опубликовано в апрельском выпуске PLOS Computational Biology.
«Мы разработали новый способ просмотра и классификации трехмерных форм белков, который обеспечивает наше базовое понимание форм белков и станет основой для дизайна искусственных белков и других приложений белков», - сказал Дайсуке Кихара, профессор биологических наук и компьютерных наук в Научном колледже Пердью, который возглавляет исследовательскую группу.
Кихара сказал, что белки традиционно классифицируются по конформациям белковых цепей, что является довольно подробным уровнем структурных особенностей. В настоящее время они классифицируют белки по их общей форме поверхности, что было бы более непосредственно связано с тем, как они взаимодействуют с другими белками и соединениями в клетке.
Команда Purdue наносит на карту и классифицирует трехмерные формы поверхности белков в определенном пространстве внутри тела. Формы поверхности белков представлены трехмерными дескрипторами Цернике, математическими инвариантами, основанными на моментах, эффективность которых ранее была продемонстрирована для поиска подобия биомолекулярных структур.
Они также проанализировали пространство формы, занимаемое белковыми комплексами. Картирование предоставляет данные о взаимосвязи между формами, складками основной цепи и образованием комплексов.
«Эта работа относится к области биоинформатики, - сказал Кихара. «Биоинформатика полезна не только для обработки биологических данных или разработки вычислительных инструментов, но также полезна для предоставления уникального взгляда и структуры, которые могут изменить то, как люди видят и понимают биомолекулярный мир».
Кихара работал с отделом коммерциализации технологий Purdue Research Foundation над некоторыми из своих исследований и технологий.