Білки — це крихітні працівники життя, які виконують дивовижну різноманітність завдань у кожному живому організмі. Їх складні тривимірні форми визначають їхню функцію — білок може транспортувати молекули через клітинні мембрани, захищати від загарбників або навіть відновлювати пошкоджену ДНК. Розгадування того, як ці ланцюжки амінокислот згортаються в ці елегантні структури, було центральним викликом біології протягом десятиліть.
Однак, незважаючи на значний прогрес, багато таємниць згортання білка залишаються нерозгаданими. 🤯 Точне комп’ютерне моделювання є життєво важливим для розуміння цього процесу, але існуючі моделі стикаються з проблемою складності. Вони працюють на атомному рівні, вимагаючи величезних обчислювальних ресурсів, що часто робить неможливим моделювання реалістичного згортання білка. Це обмеження посилюється тим фактом, що ми знаємо лише структуру приблизно 40% людських білків — величезна прогалина в наших біологічних знаннях.
Тепер дослідники Єльського університету розробили проривне рішення: справді спрощені комп’ютерні моделі, які передають основні характеристики білків без маси атомного моделювання. Ці «грубозернисті» моделі представляють групи атомів у вигляді окремих блоків, що значно скорочує витрати на обчислення, зберігаючи важливу структурну інформацію.
Команда ретельно протестувала ці спрощені моделі на існуючих даних тисяч білків, порівнюючи їхні прогнози з реальними структурами та розподілами щільності. Вони виявили, що напрочуд прості представлення — одна куля для кожної амінокислоти — ефективно передають основні структурні характеристики, необхідні для розуміння згортання білка.
Цей прорив означає, що дослідники нарешті можуть змоделювати згортання переважної більшості білків, структура яких досі невідома. 🔓 Це відкриває нові можливості у сфері відкриття ліків та дослідження захворювань. Неправильне згортання білків пов’язане з різними захворюваннями, і краще розуміння того, як вони згортаються, може прокласти шлях для інноваційних методів лікування, спрямованих на коріння цих помилок.
«За допомогою цієї крупнозернистої моделі білків ми зможемо згорнути 60% білків із невідомою структурою», — пояснює Корі О’Герн, професор машинобудування та провідний автор дослідження, опублікованого в Physical Review E. Ця спрощена модель дозволяє дослідникам вирішити раніше нерозв’язну проблему, наближаючи нас до розкриття таємниць цих фундаментальних біологічних машин.
