Proteinmoleküle sind sehr wichtig, da sie zur Katalyse fast aller chemischen Reaktionen in der Zelle, zur Regulierung der Genaktivität und zur Bereitstellung der Zellstruktur verwendet werden.
Bei der Vorhersage der Proteinstruktur konnte ich jedoch nicht viele Anwendungsfälle finden. In omicsonline konnte ich einen Artikel über Computational Methods for Protein Structure Prediction and Its Application in Drug Design finden :
Die meisten modernen Arzneimittelforschungsprojekte beginnen mit der Identifizierung und Verifizierung von Proteinzielen, um ein verifiziertes Arzneimittelziel zu erhalten. Für das strukturbasierte Arzneimitteldesign muss die dreidimensionale Struktur des Proteins experimentell bestimmt werden, indem entweder Röntgenkristallographie oder Kernspinresonanz (NMR)-Spektroskopie verwendet werden.
Da Proteine für die Aufrechterhaltung des Körpers lebenswichtig sind, gibt es daher andere nützliche Ursachen für die Vorhersage der Struktur?
Aus meiner Sicht ist die Proteinstruktur sehr wichtig, um zu bestimmen, wie Proteine interagieren, zum Beispiel um molekulare Wege oder virale Kapsidstrukturen zu bestimmen. Die Kenntnis der Struktur eines Proteins kann Wissenschaftlern helfen, besser zu verstehen, was es tut und wie es es tut. Durch die Untersuchung von Proteinstrukturen können Wissenschaftler genau bestimmen, wie ein anderes Allel für ein Gen auf biochemischer Ebene Veränderungen im Phänotyp eines Organismus verursacht. Durch die Vorhersage von Stellen innerhalb der Struktur eines Proteins, die eine enzymatische Funktion haben, können Wissenschaftler vorhersagen, wie verschiedene Faktoren seine Funktion beeinflussen. Temperatur- oder pH-Unterschiede können sich auch auf die Proteinstruktur auswirken, und das Verständnis, wie sich ein Protein aufgrund von pH- oder Temperaturänderungen verändert, kann Wissenschaftlern dabei helfen, zu bestimmen, wie ein Protein in seiner spezifischen Umgebung funktioniert.
Um Ihre Frage speziell im Zusammenhang mit dem Arzneimitteldesign zu beantworten: Es wäre natürlich großartig, wenn wir uns beim Arzneimitteldesign auf die Vorhersage der Proteinstruktur verlassen könnten, aber die Strukturvorhersage ist immer noch nicht ganz genau. Arzneimitteldesign-Projekte sind teuer, daher ist es oft klüger, das Geld zuerst für die experimentelle Strukturbestimmung auszugeben, da dies eine zuverlässigere Grundlage für das strukturgeleitete Arzneimitteldesign bietet (die Alternative wäre, das Geld für weitere fehlgeschlagene Designversuche auszugeben). ein gutes Medikament, weil diese Versuche von einer ungenau vorhergesagten Struktur geleitet werden).
Auch die experimentelle Strukturbestimmung ist für die Vorhersage wertvoll, da sie die Bibliothek bekannter Strukturen für die Homologiemodellierung erweitert .
Die Vorhersage der Proteinstruktur steckt noch in den Kinderschuhen, daher fehlt es an Beispielen. Die Vorteile sind jedoch immens, wenn es um Proteinstruktur = Funktion geht, und wie Sie sagten, katalysieren oder bilden Proteine fast alles im Körper. Wir können die Struktur unzuverlässig herausfinden, aber die Vorhersage der Struktur würde es uns ermöglichen, Proteine in Ordnung zu bauen, da die Vorhersage der Struktur aus der Sequenz die Vorhersage der Proteinfaltung bedeutet, was in vielerlei Hinsicht der heilige Gral der modernen Biologie ist. In der Lage zu sein, dies zuverlässig und mit komplexeren Proteinen zu tun, würde es uns ermöglichen, Proteine zu konstruieren, die bestimmte Aufgaben erfüllen, anstatt zu hoffen, über eines zu stolpern, das es tut, und es dann einfach zu kopieren.