Open Source на молекулярном уровне

Ученые из шведского медицинского университета Karolinska Institutet опубликовали трехмерную пространственную структуру одного из жизненно важных белков человека.

Ученые лаборатории структурной геномики из шведского медицинского университета Karolinska Institutet опубликовали трехмерную пространственную структуру одного из жизненно важных белков человека, которая может помочь в разработке новых противоопухолевых препаратов. Это будет уже четырехсотый белок, пространственная структура которого установлена упомянутой лабораторией, организованной как совместный проект нескольких научных учреждений.

Возникновение многих болезней вызвано неправильным функционированием белков организма, участвующих в важных биохимических реакциях. Сбои в работе белковых молекул обусловлены нарушениями их пространственной структуры, неверной укладкой полипептидных цепей. Такое нарушение может быть вызвано либо генетическими дефектами, либо внешними воздействиями. Чтобы разработать эффективный препарат для лечения ряда болезней, необходимо перевести белок в естественную форму или заставить его функционировать так, будто он "не сломался". Для этого (и не только) нужно знать пространственную структуру белковых молекул.

Изучением взаимосвязи структуры белков с их функциями занимались давно в рамках молекулярной биологии и биохимии. Но сегодня исследование всей совокупности белков организма (протеома) выделено в новое направление - протеомику. Молекулы белков, как правило, состоят из сотен и тысяч атомов, поэтому экспериментальное исследование структуры белка сопряжено с рядом технических трудностей. Кроме того, изучать структуру белка лучше в его естественной "среде обитания" - живом организме. Здесь все большее влияние приобретает новейшая область - вычислительная протеомика, возникновение которой напрямую связано с ростом производительности вычислительной техники и развитием методов параллельных вычислений. Последние особенно эффективны при моделировании поведения молекул в динамике, в среде растворителя. Вычислительная протеомика позволяет предсказать пространственную структуру белка исходя из его первичной структуры, то есть на основании последовательности аминокислот, и прогнозировать химические свойства протеинов на базе экспериментальных структурных данных.

Как экспериментальные, так и теоретические структурные исследования белков - очень наукоемкая и затратная область исследований. Примечательно, что шведы готовы свободно предоставить структурные данные по белкам человека всем заинтересованным ученым. Является ли благом этот акт душевной широты - вопрос спорный. Зная молекулярную структуру жизненно важных белков человека, с помощью тех же методов компьютерной химии можно разработать как лекарство, так и эффективнейшее химическое оружие. Шведские исследователи освобождают других ученых от самого длительного и сложного начального этапа на пути таких разработок - определения структуры "целевого" белка. Остается надеяться, что новые виды "атомной бомбы для бедных" на основе белковых структурных данных появятся не раньше, чем эффективные противоядия на основе этих же данных.

- Из журнала "Компьютерра"