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



Забор и хранение пуповинной крови

Пуповинная кровь — источник стволовых клеток. Хранение пуповинной крови рассматривается как наиболее комплексная технология для предотвращения и даже лечения широкого спектра опасных для жизни заболеваний. Пуповина Пуповина — это трубка, которая соединяет растущий плод с плацентой. Его основная функция во время беременности — обмен питательными веществами и кровью между эмбрионом и плацентой. Пуповина полна гемопоэтических…

Что нужно знать о мастоидите?

Мастоидит – это заболевание, при котором сосцевидный отросток, расположенный на височной кости, воспаляется. Сам этот отросток выполняет важные функции: к нему прикреплены мышцы, благодаря которым человек может наклонять и поворачивать голову. Если рассматривать сосцевидный отросток с анатомической точки зрения, то он будет представлять собой ни что иное, как костное образование, расположенное непосредственно за ушной раковиной,…

Что нужно знать о синдроме раздраженного кишечника?

Спастический колит – это функциональное заболевание кишечника, одна из форм хронического колита, с характерной хронической болью, из-за спазмов, то есть болевых сокращений мышц в толстом кишечнике. Спастический колит также может обозначаться как синдром раздраженного кишечника. Состояние проявляется дискомфортом, вздутием в области живота и общим нарушением в поведении кишечника. Если это заболевание не лечить, оно приводит…

Чем опасен дефицит фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы? 

Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа является одним из ферментов, необходимых для правильного хода пентозного цикла, во время которого образуются соединения, ответственные за восстановление так называемых свободных радикалов (это определяется антиоксидантным действием). Благодаря этому процессу гемоглобин — белок, транспортирующий кровь, остается неповрежденным и не «слипается». Дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы — опасное состояние, требующее врачебного вмешательства. Кроме нарушений, связанных с аномальными изменениям эритроцитов,…

Побочные эффекты стероидов

Анаболические стероиды — это мощные лекарства, которые многие люди принимают в высоких дозах для повышения спортивной результативности. Они помогают наращивать мышечную ткань и увеличивать массу тела, действуя как естественный мужской гормон, тестостерон. Побочные эффекты стероидов затрагивают людей, не соблюдающих дозировку. Более низкие дозы анаболических стероидов иногда используются для лечения очень серьезных заболеваний. Их не следует…