12 марта 2013

Осмотр последних методик изучения развития и взаимодействия белков

Осмотр последних методик изучения развития и взаимодействия белков

Научные сотрудники Испанского Национального Онкологического Научного Центра (НОНЦ), Альфонсо Валенсиа, директор программы структурной биологии и биовычислений, и Дэвид де Жуан, совместно с Флоренсио Пазосом из Испанского Национального центра биотехнологии (НЦБ-ИНИС), опубликовали рецензию касательно последних вычислительных методов, основанных на эволюционных принципах, которые произвели переворот в области анализа и прогнозирования структуры белков, их функций и взаимодействия, а также краткосрочных и долгосрочных ожиданий в этой области.
 
«Вычислительные и математические методы анализа, с помощью которых изучают как белки развиваются во взаимосвязи – процесс известный как коэволюция – претерпели существенные изменения за последние несколько лет», — объясняет Валенсиа. Эта революция в исследовании микромасштабной эволюции позволяет исследователям предсказать взаимодействие между белками и понять структурные изменения, которые происходят в этих молекулах. Она также представляет собой основу для понимания того, как мутации, вызванные заболеваниями, такими как рак или нейродегенеративными заболеваниями влияют на их основные молекулярные структуры.

Белки, так же как другие виды на макроскопическом уровне, посредством конкурентных или симбиотических взаимодействий не действуют изолированно, а действуют, скорее, согласованно между собой для того, чтобы выполнять свои функциональные задачи. Эти биологические соотношения объясняют, почему существует тенденция в развитии вносить скоординированные изменения в белки, которые допускают сохранение и регулирование этих соотношений.

«Разработка новых, более эффективных и более надежных математических методов, чем те, что применялись 1990-х годах, позволяет нам исследовать эти биологические проблемы на молекулярном уровне, а также обеспечить более глубокое видение дарвиновского процесса», -говорит Валенсиа. «Эти методы, основанные на коэволюции, как телескоп, помогают нам наблюдать и понимать биологические и молекулярные процессы».

Более 20 лет исследований на основе молекулярных соотношений

В процессе пересмотра данного вопроса, авторы описывают те математические методы, которые основаны на эволюции пар белков, способных прогнозировать молекулярные взаимодействия на разных уровнях сложности. Эти методы включают в себя, как раз те методы 1990-х годов, с помощью которых рассчитывали контактные точки между белками; тех, которые позволяют нам понять селективность связывания между очень похожими белками, или тех, которые принадлежат к одной семье и их лигандам, или даже, на более глубоком уровне сложности, тех, которые предсказывают взаимодействия между сетями тысяч белков, входящих в состав клеток.

За последние 20 лет, команда Валенсиа провела исследования в нескольких направлениях, связанных с этой областью, многие из которых еще изучаются другими группами, но в этой области его команда продолжает оставаться мировым лидером.

«В 2012 году мы опубликовали новую серию прогнозов, касательно специфичности связывания онкогена Ras с другими белками. Документ был основан на методах коэволюции, которые мы разработали несколько лет назад, и которые в настоящее время широко изучаются другими группами», — объясняет Валенсиа. Семейство белков Ras связанны с широким спектром видов рака, поэтому изучение связи, которую он использует с другими белками, и которые являются важными для клеток, может открыть возможности для разработки новых препаратов.

Авторы исследования прогнозируют светлое будущее для этой области, в которой программисты биоинформатики, физики, биологи и математики объединят свои силы для того, чтобы описать всю сложность динамики развития белков. «В перспективе, мы надеемся, что объединение этих методов, поможет нам регулировать или создавать новые препараты, которые будут выборочно воздействовать на болезненные клетки и, тем самым, уменьшать побочные действия препаратов», — говорит Жуан.


Источник:
medicalnewstoday.com



Какие факторы определяют достаточную дозу метотрексата?

Достаточная доза метотрексата зависит от многих факторов, таких как конкретное заболевание, для лечения которого используется данный препарат, возраст пациента и размер тела пациента. Например, взрослому человеку, принимающему данный препарат для лечения ревматоидного артрита, требуется 7,5 миллиграммов в неделю. Ребенку, получающему препарат для лечения того же заболевания, следует давать от 5 до 15 мг на один…

Каковы симптомы шистосомоза?

Заражение червями, известное как шистосомоз, может затрагивать различные части тела. В связи с этим симптомы шистосомоза включают такие варианты, как проблемы с желудочно-кишечным трактом, мочевыделительной системой и легкими, и жар. Многие симптомы бывают вызваны скорее собственной иммунной реакцией организма на червей, а не непосредственным воздействием последних на организм. Выделяют две основные группы симптомов шистосомоза, которые…

Что такое вестибулярная мигрень?

Вестибулярная мигрень – это головная боль, которая сопровождается головокружением, проблемами с равновесием и тошнотой. Люди любого возраста могут страдать от вестибулярной мигрени, хотя чаще всего она наблюдается у взрослых женщин, у которых в анамнезе присутствуют эпизоды вертиго. В большинстве случаев чувство вертиго появляется примерно за 30-60 минут до наступления головной боли и может сохраняться в…

Почечная колика у мужчин

Почечная колика — это неожиданная вспышка боли в пояснице и происходит из-за того, что мышцы мочевого канала сокращаются и отток мочи изменяется. Существует много причин возникновения почечных колик, чаще всего это мочекаменное заболевание, но может быть врождённая аномалия, нарушение работы почек, сжатие мочеточника и многое другое. Основные симптомы Как правило, приступ начинается неожиданно и проявляется…

Что такое аутоиммунные антитела?

Аутоиммунные антитела – это группа белков иммунной системы, которые могут вредить организму человека, поскольку атакуют его ткани и органы и вызывают его деградацию. Иногда их присутствие может служить признаком того, что в организме возникают проблемы, так как они могут быть предвестниками болезни. Такие антитела также известны как аутоантитела. Сбои в работе иммунной системы Иногда в…