Zespoły konformacyjne

Ten film przedstawia trójwymiarowe struktury każdej z reprezentatywnych konformacji modelu stanu Markowa domeny Pin1 WW.

W chemii obliczeniowej zespoły konformacyjne , znane również jako zespoły strukturalne , to ograniczone eksperymentalnie modele obliczeniowe opisujące strukturę wewnętrznie nieustrukturyzowanych białek . Takie białka są z natury elastyczne, pozbawione stabilnej struktury trzeciorzędowej i dlatego nie można ich opisać za pomocą pojedynczej reprezentacji strukturalnej. Techniki obliczeń zespołowych są stosunkowo nowe w dziedzinie biologii strukturalnej i wciąż napotykają pewne ograniczenia, którymi należy się zająć, zanim staną się porównywalne z klasycznymi metodami opisu strukturalnego, takimi jak biologiczna krystalografia makrocząsteczkowa .

Zamiar

Zespoły to modele składające się z zestawu konformacji, które razem próbują opisać strukturę elastycznego białka . Mimo że stopień swobody konformacyjnej jest niezwykle wysoki, elastyczne/nieuporządkowane białka generalnie różnią się od całkowicie losowych struktur zwojowych. Głównym celem tych modeli jest uzyskanie wglądu w funkcję elastycznego białka, rozszerzenie paradygmatu struktura-funkcja z białek sfałdowanych do białek wewnętrznie nieuporządkowanych.

Techniki obliczeniowe

Obliczenia zespołów opierają się na pomiarach eksperymentalnych, głównie za pomocą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego i rozpraszania promieniowania rentgenowskiego pod małymi kątami . Pomiary te dostarczają informacji strukturalnych o krótkim i długim zasięgu.

Krótki zasięg

Daleki zasięg

Symulacje ograniczonej dynamiki molekularnej

Strukturę nieuporządkowanych białek można przybliżyć, przeprowadzając symulacje z ograniczoną dynamiką molekularną (MD), w których na próbkowanie konformacyjne mają wpływ ograniczenia wyprowadzone eksperymentalnie.

Dopasowanie danych eksperymentalnych

Inne podejście wykorzystuje algorytmy selekcji, takie jak ENSEMBLE i ASTEROIDS. Procedury obliczeniowe najpierw generują pulę losowych konformerów (pula początkowa), tak aby wystarczająco próbkowały przestrzeń konformacyjną . Algorytmy wyboru rozpoczynają się od wybrania mniejszego zestawu konformerów (zespołu) z początkowej puli. Parametry eksperymentalne (NMR/SAXS) są obliczane (zwykle za pomocą pewnych teoretycznych metod przewidywania) dla każdego konformera wybranego zespołu i uśredniane dla całego zespołu. Różnica między tymi obliczonymi parametrami a rzeczywistymi parametrami eksperymentalnymi jest wykorzystywana do utworzenia funkcji błędu, a algorytm wybiera ostateczny zespół, aby zminimalizować funkcję błędu.

Ograniczenia

Określenie zespołu strukturalnego dla IDP na podstawie parametrów eksperymentalnych NMR/SAXS obejmuje generowanie struktur zgodnych z parametrami i ich odpowiednimi wagami w zespole. Zwykle dostępnych danych eksperymentalnych jest mniej w porównaniu z liczbą zmiennych wymaganych do określenia, co czyni go systemem niedookreślonym. Z tego powodu kilka strukturalnie bardzo różnych zespołów może równie dobrze opisywać dane eksperymentalne, a obecnie nie ma dokładnych metod rozróżniania zespołów o równie dobrym dopasowaniu. Problem ten należy rozwiązać, wprowadzając więcej danych eksperymentalnych lub udoskonalając metody przewidywania, wprowadzając rygorystyczne metody obliczeniowe.

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Conformational_ensembles&oldid=1123982260 ”