Einige von uns sind in das Folding@home- Projekt involviert und investieren Zeit, Geld und Ressourcen.
Ich würde gerne die Antwort auf zwei Hauptfragen wissen:
Die in silico -Modellierung von allem in der Biologie ist ein aktives Forschungsgebiet. Es ist sehr nützlich, um Vorhersagen zu treffen und Hypothesen zu entwickeln, aber alle Ergebnisse müssen experimentell bestätigt werden.
Von der Folding@Home- Website:
Folding@home war ein Erfolg. In den Jahren 2000-2001 falteten wir mehrere kleine und schnell faltbare Proteine mit experimenteller Validierung unserer Methode. Wir arbeiten nun daran, unsere Methode weiterzuentwickeln und sie auf komplexere und interessantere Proteine und Proteinfaltungs- und Fehlfaltungsfragen anzuwenden. Seitdem (2002-2006) hat Folding@home komplexere Proteine untersucht und über die Faltung vieler Proteine im Mikrosekundenbereich berichtet, darunter BBA5, das Villin-Kopfstück, Trp Cage und andere. 2007 haben wir den Millisekunden-Meilenstein überschritten, indem wir ein Protein namens NTL9 simuliert haben, und die 10-Millisekunden-Grenze 2010 mit ACBP.
In jüngerer Zeit (seit 2006) haben wir große Anstrengungen unternommen, um Proteine zu untersuchen, die für Krankheiten wie Alzheimer und die Huntington-Krankheit relevant sind. Auf unserer Papers-Seite können Sie mehr über unsere Ergebnisse und begutachteten wissenschaftlichen Errungenschaften erfahren.
Wie sie sagen, sollten Sie sich ihre Forschungsbeiträge ansehen , um zu sehen, wie es praktisch angewendet wird.
Dieser Artikel könnte Sie auch interessieren, wenn es um die Wissenschaft hinter und die Aussichten der Proteinfaltungsvorhersage geht: Bowman GR, Voelz VA, Pande VS. 2011. Zähmung der Komplexität der Proteinfaltung. Curr Opin Struct Biol 21(1):4-11 . Versuchen Sie zumindest, die Schlussfolgerung zu lesen, um einen weniger technischen Überblick zu erhalten.
Ich werde versuchen, Ihre Frage direkt zu beantworten.
Woher wissen wir, ob wir es richtig falten?
A. Wenn Sie nur am Endprodukt der Faltung interessiert sind – der 3D-Struktur, dann ist dies die Teilmenge des Faltungsproblems, die als Strukturvorhersage bezeichnet wird (nur aus der Sequenz).
a. Wir können die Struktur experimentell verifizieren, indem wir die 3D-Strukturen durch NMR oder Kristallographie bestimmen. Tatsächlich hält der CASP- Wettbewerb neu gelöste Strukturen zurück und sieht, welcher Algorithmus der experimentellen Struktur am nächsten kommt.
b. Basierend auf Anfinsens Hypothese können wir die freie Energie der Faltung berechnen, und die Struktur mit der niedrigsten Energie unter den Aggregaten ist wahrscheinlich (aber nicht notwendigerweise) der gefaltete Zustand.
B. Wenn Sie auch daran interessiert sind, wie genau sich das Protein faltet, einschließlich seiner Faltungsrate, plausibler Zwischenprodukte usw.:
a. Sie können die Faltungsrate experimentell bestimmen, obwohl die berechnete Faltungsrate oft um mehrere Größenordnungen abweicht.
b. Einige Wechselwirkungen, insbesondere nicht-native Wechselwirkungen (auch bekannt als Wechselwirkungen zwischen Aminosäuren, die nur während der Faltung, aber nicht in der endgültigen gefalteten Struktur beobachtet werden), können durch sorgfältig entworfene NMR-Experimente verifiziert werden.
1b. Ja, es ist möglich. Das Anpassen der Kraftkonstanten und des Kraftfelds in der Molekulardynamik (MD) (der Kernmaschine von Folding@Home) so, dass die Berechnungen zu konsistenten und vernünftigen Ergebnissen konvergieren, ist nicht trivial.
2b. Wenn Sie das Endprodukt des Berechnungsmodells meinen, dann wahrscheinlich nein, aber ein Beispiel kam nahe . Ein rein rechnerisch bestimmtes Modell (auch bekannt als ab initio), obwohl immer noch nicht so nützlich wie eine experimentelle Struktur, war nah genug, um die experimentelle Bestimmung dieser Struktur zu erleichtern (durch eine Methode, die in der Röntgenkristallographie als molekularer Ersatz bezeichnet wird).
Eine bestimmte Faltung einer Peptidkette kann validiert oder ausgeschlossen werden, wenn andere experimentelle Daten verfügbar sind. Einige andere Techniken, um auf die Proteinstruktur zu schließen, sind Röntgenkristallographie (erfordert reines Protein, das kristallisiert) und Einzelpartikelanalyse .
Mithoron
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