Новый метод моделирования белковых взаимодействий может ускорить разработку лекарств

Белково-белковые взаимодействия (PPIs) лежат в основе клеточных функций, и когда эти процессы нарушаются, возникают такие заболевания, как рак. Международная команда ученых под руководством исследователей из Университета Стоуни-Брук создала сверхбыстрый способ моделирования белковых взаимодействий. Метод может помочь в разработке лекарств, предотвращающих проблемные взаимодействия белков, ведущие к болезни. Результаты опубликованы в раннем онлайн-издании PNAS.

Суть метода

Задача состоит в том, чтобы по трехмерным структурам двух отдельных белков предсказать, как они взаимодействуют друг с другом. Авторы разработали новый алгоритм, описанный в статье "Protein-protein docking by fast generalized Fourier transforms on 5D rotational manifolds". Метод работает в 10–100 раз быстрее, чем предыдущие передовые методы, без потери точности.

Как это работает

Исследователи использовали быстрое преобразование Фурье на многообразиях (FMFT), что ускоряет вычисления. Белки представляются как комбинация квантовых форм, что позволяет быстро анализировать множество парных конформаций в рамках одного расчета, а не оценивать каждую пару независимо.

Практическое применение

• Подход можно запустить менее чем за 15 минут на персональном ноутбуке.
• Его можно использовать вместо дорогостоящих экспериментальных методов для определения структуры белкового комплекса.
• Новый алгоритм скоро станет доступен научному сообществу через публичный сервер для белкового докинга ClusPro (более 15000 пользователей по всему миру).
• ClusPro был признан лучшим автоматизированным докинг-сервером в последних раундах международного слепого конкурса CAPRI (Critical Assessment of Prediction Interaction).

Ученые полагают, что этот метод, реализованный в сервере ClusPro, позволит моделировать белковые взаимодействия для целой клетки, что является ключевым шагом для разработки лекарств.