Исследователи используют мощный ИИ для изучения структуры белков

Международная команда ученых получила новые данные о трехмерной структуре определенных типов белков с помощью мощного инструмента искусственного интеллекта AlphaFold2.

Белки — длинные молекулы, состоящие из цепочек аминокислот, — сворачиваются в трехмерные структуры по строгому набору правил. Разнообразие структур позволяет белкам выполнять свои функции: от транспорта молекул и катализа химических процессов до работы в качестве клапанов и насосов.

Хотя AlphaFold2 предсказал структуру около 200 миллионов белков, до сих пор он не мог определить, имеют ли структуру определенные участки белков, известные как внутренне неупорядоченные регионы (IDR), и тем более предсказать форму этой структуры.

"Среди биохимиков и молекулярных биологов давно ведутся споры о том, имеют ли IDR фиксированную структуру или это просто "гибкие" части белков", — говорит Алан Мозес, вычислительный биолог из Университета Торонто.

"Мы подтвердили, что AlphaFold2 по-прежнему не может хорошо предсказать структуру IDR... но он может сказать нам, какие IDR, вероятно, имеют какую-то структуру — это было ранее невозможно".

Мозес — соавтор статьи в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, которая может привести к лучшему пониманию роли этих белков в заболеваниях и к разработке новых методов лечения.

Ключевые выводы:

• AlphaFold2 не обучался на данных по IDR, но способен указывать на IDR, которые, вероятно, имеют структуру. Это неожиданное применение инструмента.
• В IDR, которые AlphaFold2 предсказывает как имеющие структуру, мутации с гораздо большей вероятностью вызывают заболевание, чем в неструктурированных IDR.
• Бактериальные IDR гораздо чаще имеют структуру, чем IDR человека и животных.
• Исследование впервые позволяет систематически оценить распространенность структурированных IDR у всех организмов.