Учёные пытаются сопоставить новые структуры белков с их функциями

Исследователи из Рочестерского технологического института (RIT) и Даулинг-колледжа работают над сопоставлением белка с его функцией в организме человека. Их работа может привести к созданию лекарств, нацеленных на белки и включающих или выключающих функции, связанные с различными заболеваниями.

Трёхлетнее исследование финансируется грантом в $417 000 от Национального института общих медицинских наук NIH. Его ведут профессор кафедры химии RIT Пол Крейг и профессор кафедры математики и компьютерных наук Даулинг-колледжа Герберт Бернстайн.

Белки подобны наномашинам, выполняющим свои миссии (например, переваривание жиров и сахаров в мышцах или перенос кислорода), после чего они быстро разрушаются. Неправильно свёрнутые (мисфолдинг) белки могут вызывать болезни, такие как болезнь Крейтцфельдта-Якоба («коровье бешенство»).

Студенты обоих университетов помогают определить биологические функции каждого белка на основе формы его ферментов. В Research Collaboratory for Structural Biology Protein Data Bank (PDB) функция уже определена для примерно 75 000 соединений. Команда RIT–Dowling исследует оставшиеся 3 000 белков из банка данных.

Они будут сравнивать белки из банка с библиотекой из 400 белковых мотивов, связанных с известными функциями, из базы данных Catalytic Site Atlas. Фокус — на аминокислотах и их пространственных отношениях, которые определяют функцию белка. Команда проверит и статистически оценит совпадения с помощью трёхмерного моделирования и предложит два или три кандидата в качестве возможных функций для каждого белка.

«Мы концентрируемся на сходстве между активными сайтами — местами, где белки взаимодействуют с другими молекулами», — говорит Крейг. — «Использование активных сайтов позволяет обрабатывать данные гораздо быстрее, чем поиск структурного сходства между всей основной цепью двух белков».

Крейг — биохимик, использующий компьютеры для решения биологических вопросов; Бернстайн — компьютерный учёный, применяющий алгоритмы и дизайн баз данных к биологическим проблемам. Они надеются публиковать по две научные статьи ежегодно на протяжении всего проекта.

«Мы сотрудничаем в области молекулярной графики и биоинформатики, — добавляет Бернстайн. — Наши студенты активно участвуют в исследованиях и представляют свою работу на научных конференциях. Интернет позволяет нам работать как единой группе, несмотря на расстояние между кампусами».