Белковые молекулы очень важны, поскольку они используются для катализа почти всех химических реакций в клетке, регуляции активности генов и обеспечения клеточной структуры.
Однако при предсказании структуры белка мне не удалось найти много вариантов использования. В омиксонлайне мне удалось найти статью о вычислительных методах предсказания структуры белка и ее применении в дизайне лекарств :
Большинство современных проектов по поиску лекарств начинаются с идентификации и проверки целевого белка для получения проверенного целевого лекарства. Для разработки лекарств на основе структуры трехмерная структура белка должна быть определена экспериментально с использованием либо рентгеновской кристаллографии, либо спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР).
Следовательно, поскольку белки жизненно важны для поддержания тела, есть ли какие-либо другие причины использования для предсказания структуры?
Сразу приходит в голову, что структура белка очень важна для определения того, как белки взаимодействуют, например, для определения молекулярных путей или структур вирусного капсида. Знание структуры белка может помочь ученым лучше понять, что он делает и как он это делает. Изучая структуру белка, ученые могут точно определить, как другой аллель гена вызывает изменения фенотипа организма на биохимическом уровне. Прогнозирование участков в структуре белка, которые выполняют ферментативную функцию, позволяет ученым предсказать, как различные факторы влияют на его функцию. Различия в температуре или pH также могут влиять на структуру белка, и понимание того, как белки меняются в зависимости от изменений pH или температуры, может помочь ученым определить, как белок функционирует в своей конкретной среде.
Чтобы ответить на ваш вопрос конкретно в контексте дизайна лекарств: было бы, конечно, здорово, если бы мы могли полагаться на предсказание структуры белка для дизайна лекарств, но предсказание структуры все еще не совсем точно. Проекты по разработке лекарств стоят дорого, поэтому часто бывает разумнее сначала потратить деньги на экспериментальное определение структуры, потому что это обеспечит более надежную основу для структурно-ориентированного дизайна лекарств (альтернативой было бы потратить деньги на большее количество неудачных попыток разработки). хороший препарат, потому что эти попытки руководствуются неточно предсказанной структурой).
Кроме того, экспериментальное определение структуры полезно для предсказания, поскольку оно увеличивает библиотеку известных структур для моделирования гомологии .
Предсказание структуры белка все еще находится в зачаточном состоянии, отсюда и отсутствие примеров, однако преимущества огромны, поскольку структура белков = функция, и, как вы сказали, белки катализируют или составляют почти все в организме. Мы можем определить структуру ненадежно, но предсказание структуры позволило бы нам строить белки по порядку, потому что предсказание структуры по последовательности означает предсказание фолдинга белка, что во многих отношениях является священным Граалем современной биологии. Возможность сделать это надежно и с более сложными белками позволила бы нам конструировать белки для выполнения определенных задач, вместо того, чтобы надеяться найти тот, который делает это, а затем просто скопировать его.