Биологи и математики из МФТИ, университета Стони Брук и других научно-исследовательских центров разработали новый метод расчёта белкового взаимодействия. Достижение, как ожидается, позволит значительно ускорить создание лекарственных препаратов.
В новом алгоритме белки описываются в системе радиально-сферических координат, которая сама по себе максимально приближена к форме белка
Чтобы из всевозможных вариантов расположения двух больших молекул относительно друг друга получить такую, которая существует в реальном мире, необходимо предсказать, как будет выглядеть «стыковка» двух белков с известной структурой. Это так называемый метод жёсткой стыковки, когда строение элементов задано и надо собрать из них выгодную конфигурацию. Вычислительную сложность описанной задачи можно сравнить с составлением всех возможных пар из 10 000 начальных блоков конструктора.
Новый подход, предложенный исследователями, заключается в том, чтобы представить белки как сочетание «квантовых поверхностей» — некоторых блоков, описываемых математическим аппаратом квантовой механики. Такой метод позволяет одновременно рассчитывать взаимодействие многих пар белковых участков между собой, а не оценивать каждую пару независимо. Новая модель может работать до 100 раз быстрее лучших из существующих ранее, при этом обеспечивая высокую точность.
Предложенный подход позволяет моделировать взаимодействия белков на уровне генома. Это приведёт к лучшему пониманию того, как функционируют клетки организма и позволит разрабатывать лекарства от болезней, вызванных «ошибочными» белковыми взаимодействиями. «В обычной клетке осуществляются тысячи различных белковых взаимодействий. Объяснение этих взаимодействий помогает описывать важные процессы: работу организма в целом и методов лечения некоторых заболеваний», — говорят специалисты.
Новый алгоритм скоро станет частью популярной автоматической системы расчёта белок-белкового взаимодействия ClusPro.
Источник:
