Skip to content


Przewidywanie kształtu białek

Białka są trójwymiarowymi molekułami zbudowanymi z liniowej sekwencji 20 cegiełek (aminokwasów) oraz innych cząsteczek. Różne rodzaje aminokwasów, każdy o własnych chemicznych właściwościach, pracują razem by nakłonić łańcuch białka do zwinięcia się w zwartą, stabilną strukturę. Biorąc pod uwagę różnorodne kombinacje aminokwasów w łańcuchu, a także jego różne długości, białko może “skręcić” się w praktycznie dowolny, trójwymiarowy kształt.

Unikatowy kształt białka determinuje jego zastosowanie i użyteczność – przykładowo hemoglobina posiada w swej strukturze “zagłębienie”, dzieki któremu jest w stanie transportować tlen. Inne białko, miozyna, posiada kształt podłużny, dzięki któremu może formować mięśnie. Przez prawie 50 lat naukowcy starają się odkryć reguły według których białka przyjmują taką, a nie inną strukturę.

Kilka lat temu David Baker z Uniwersytetu w Waszyngtonie opracował program Rosetta, który okazał się wyjątkowo użyteczny w przewidywaniu trójwymiarowej struktury białek w oparciu o ich sekwencję aminokwasów. Krystalografia rentgenowska potwierdziła teoretyczne modele opracowane przez Rosettę.

76proteinfig2.jpg

Top7. Kolor zielony – kształt obliczony przez Rosettę, kolor żółty – kształt rzeczywisty, wyznaczony przez krystalografię rentgenowską

W swych badaniach Baker za pomocą Rosetty zbudował w 2004 roku teoretyczny model białka zbudowanego z 93 podłańcuchów, nie znanego dotychczas naukowcom. Następnie zsyntetyzowali gen mający możliwość produkcji takiej proteiny i “wstrzyknęli” go bakterii E.Coli. Gdy bakteria wyprodukowała wystarczająca ilość nowego białka (nazwanego Top7), laboratorium Stoddard’a sprawdziło jego strukturę za pomocą krystalografii rentgenowskiej. Okazało się że jest ona identyczna ze strukturą obliczoną przez Rosettę. Stoddard stwierdził że następnym krokiem będzie stworzenie białka pełniącego określoną funkcję – Top7 nie wykazywał żadnej użytecznej aktywności. Stworzenie białka Top7 udowodniło że jest możliwe tworzenie białek nie występujących dotychczas w przyrodzie.

Rosetta udowodniła swoją użyteczność podczas eksperymentów CASP, mających na celu przetestowanie obecnie dostępnych metod wyznaczania przestrzennej struktury białek. Uczestnicy CASP otrzymują do obliczeń białka, których struktura została już określona, lecz wyniki nie były jeszcze publikowane. Wyniki Rosetty okazały się bardzo zgodne z wynikami doświadczalnymi.

W konkursie CAPRI (2004) obliczenia RosettyDock (dotyczące przewidywania układów molekularnych dwóch białek) okazały się wręcz rewelacyjne – zarówno jeżeli chodzi o wyznaczenie położenia głównych struktur białek, jak i ich łańcuchów pobocznych.

Postępy w zakresie przewidywania kształtu białek prowadzą bezpośrednio do postępów w ich projektowaniu, co z kolei przekłada się na nowe możliwości w zakresie prosukcji leków. Umiejąc przewidzieć na dużą skalę kształty białek ludzkiego genomu naukowcy będą mogli poznać ich funkcje a także w jaki sposób “działają” ludzkie komórki i jak powstają choroby. Ponadto możliwa będzie identyfikacja “celów” dla nowych leków. Rosetta może pomóc w opracowaniu leku który zaatakuje konkretny cel i zdezaktywuje go. Wyniki są obiecujące.

Posted in TechBlog.


3 Responses

Stay in touch with the conversation, subscribe to the RSS feed for comments on this post.

  1. Siegfried says

    ale fajny artykul strzelilem, pisalem go chyba z godzine (na podstawie materialow z sieci). mam nadzieje ze nie powypisywalem zbytnich bzdur :D

  2. Kominiarz says

    Niezłe, niezłe, tak trzymac :D

  3. Siegfried says

    Aaaa, i jeszcze dojebalem obrazki do statystyk, ale juz mi sie nowego posta nie chce pisać :/



Some HTML is OK

or, reply to this post via trackback.