Учёные обнаружили возможный универсальный код структуры белка

Исследование Dartmouth College предполагает существование универсального кода для предсказания структуры белка. Это может помочь понять, почему определённые мутации вызывают болезни, и как их исправить.

Результаты опубликованы в журнале Structure.

Генетический код человека — это инструкция по созданию белков. Клетки человека следуют этому коду, чтобы создавать отдельные белковые молекулы, которые затем сворачиваются в 3D-структуры и выполняют свою функцию. Таким образом, в принципе, один ген (т.е. последовательность нуклеотидов ДНК) ведёт к одной белковой молекуле, которая определяет конкретную структуру и функцию.

«Если бы мы могли предсказывать конечные 3D-структуры белков по их генетической последовательности, мы были бы на шаг ближе к пониманию клетки на молекулярном уровне и лечению болезней», — говорит соавтор Геворг Григорян, доцент компьютерных наук в Dartmouth.

В новом исследовании учёные проанализировали эту проблему, называемую предсказанием структуры. Их идея заключалась в том, что структуры белков можно предсказать, разбивая их на 3D-фрагменты, или строительные блоки, которые они называют TERMs (tertiary motifs). Оказалось, что TERMs из природных белков часто используются повторно многими неродственными белками. Более того, изучая распределение этих TERMs в природе, исследователи могут создавать модели, связывающие последовательность и структуру. Таким образом, они могут определить, какие части предсказанных структур, вероятно, верны, а какие могут быть ошибочными.

«Наши результаты позволяют предположить, что может существовать универсальный код для взаимосвязи последовательности и структуры белка, записанный на уровне локальных структурных фрагментов», — говорит Григорян. «Если это так, и мы сможем использовать этот код для предсказания структуры белка, мы получим мощный инструмент для понимания того, как определённые мутации вызывают болезнь и как их исправить».