Protein AKIL: A Tezgahı<em&gt; Siliko olarak</em&gt;<em&gt; De novo</emBiyomoleküllerin&gt; Tasarım

Özet

Protein tasarımının birkaç önemli alanını ele alabilen hesaplamalı de novo protein tasarım yöntemleri geliştirdik. Bu yöntemleri yaymak için, protein tasarımı için çevrimiçi bir araç olan Protein WISDOM'ı sunuyoruz (http://www.proteinwisdom.org). Yapısal bir şablondan başlayarak, artan stabilite için monomerik proteinlerin ve artan bağlanma afinitesi için komplekslerin tasarımı gerçekleştirilebilir.

Özet

De novo protein tasarım amacı, doğal diziye göre bu tür bir bağlanma afinitesi, agonist ya da antagonist davranış veya stabilite gibi belirli özellikleri, iyileştirmeler ile arzu edilen bir 3-boyutlu yapı içine düşen doyurmaya amino asit dizileri bulmaktır. Protein tasarım güncel gelişmeler ilaç tasarımı ve keşif merkezinde yer almaktadır. Sadece protein tasarım potansiyel olarak yararlı ilaç hedefleri için tahminler sağlar, ama aynı zamanda protein katlanması süreci ve protein-protein etkileşimleri anlayışımızı artırır yok. Bu yönlendirilmiş evrim gibi deneysel yöntemlerle protein tasarımı başarı göstermiştir. Ancak, bu tür yöntemleri tractably aranabilir sınırlı dizisi boşluk sınırlıdır. Bunun aksine, hesaplama tasarım stratejileri özellikler ve işlevler geniş bir yelpazede kapsayan dizileri çok daha büyük bir dizi tarama için izin verir. Biz hesaplama de novo protein tasarım metodoloji bir dizi geliştirdikprotein tasarım birçok önemli alanlarda mücadele yeteneğine ds. Bu artan bağlanma afinitesi açısından daha yüksek kararlılık ve kompleksleri için monomerik protein tasarımı içerir.

Daha geniş için bu yöntemleri yaymak için biz Protein AKIL (mevcut kullanmak http://www.proteinwisdom.org ), protein tasarım sorunları çeşitli için otomatik yöntemler sağlayan bir araçtır. Yapısal şablonları tasarım süreci başlatmak için sunulur. Tasarım ilk aşaması sırası alanda potansiyel enerji minimizasyonu yoluyla istikrarı geliştirmek amaçlayan bir optimizasyon sırası seçim aşamasıdır. Seçilen dizileri daha sonra bir kat özgüllük sahne ve bir bağlanma afinitesi sahne aracılığıyla çalıştırılır. Sürecinin her adımı için dizilerin bir rütbe-sipariş listesi birlikte ilgili tasarlanmış yapıları, tasarım kapsamlı bir nicel değerlendirme ile kullanıcıya sunar. Burada ayrıntıları o sağlamakm, her bir tasarım yöntemi, hem de yöntemlerin kullanımı ile elde birkaç önemli deneysel başarılar.

Giriş

De novo protein tasarımı, gelişmiş özelliklere veya işleve sahip istenen bir üçüncül yapıyı verecek protein dizilerinin tanımlanmasıdır. Bir proteinin doğal kıvrımı, serbest enerji minimumunda yer alan konformasyon olduğundan, de novo protein tasarımı, hedef kıvrımda minimum serbest enerjiye sahip olacak dizileri arar. Bu sorun ilk olarak Drexler¹ ve Pabo² tarafından tanımlanmış ve "ters katlama sorunu" olarak adlandırılmıştır. Bununla birlikte, bir dizinin yalnızca bir katlanmış yapı çözeltisi verebildiği protein katlanma probleminden farklı olarak, de novo protein tasarım problemi dejenerasyon sergiler. Birçok farklı ....

Protokol

Yöntem Özeti

Protein WISDOM'da kullanılan de novo tasarım çerçevesi iki aşamadan oluşur. İlk aşama, belirli bir şablon yapıya katlanacak amino asit dizilerinden oluşan sıralı bir liste üretir. İkinci aşama, katlanma özgünlüğünü veya yaklaşık bağlanma afinitesini ya da her ikisini hesaplayarak bu dizileri doğrular. İlki temel olarak tek bir protein tasarımı yapıldığında, ikincisi ise bir kompleks (bir hedef proteine bağlanan bir peptit) tasarımı yapıldığında kullanılır. Şekil 1, çerçevede yer alan adımların genel bir özetini sunmaktadır.

Tasarım Girdileri: de no....

Sonuçlar

De Novo HIV-1 Giriş İnhibitörlerinin Tasarımı

Protein WISDOM'da uygulanan de novo tasarım çerçevesi, birkaç önemli terapötik sistem için inhibitör peptidlerin tasarımında kullanılmıştır (Tablo 1 ve 2). Dikkat çeken sistemlerden biri, HIV-1'in konak hücre reseptörü CD4'e girişini inhibe eden peptidlerin tasarımıdır ve bu sistem, Protein WISDOM arayüzünün pratik kullanımını göstermek için burada temsili bir sistem olarak kullanılmıştır. Peptidler, HIV-1'in konak T.......

Tartışma

De novo protein tasarım çerçevesi, bir dizi seçim aşaması ve bir doğrulama aşaması olmak üzere iki aşamadan oluşur. Çerçeve, katı ve esnek tasarım şablonlarını işleyecek kadar sağlamdır ve tek protein tasarımına veya karmaşık protein tasarımına uygulanabilir. Çerçeve, düzinelerce hastalığa uygulanan çok sayıda protein sistemine başarıyla uygulanmıştır. Bugüne kadar keşfedilen bazı proteinlerin en güçlü inhibitörlerini veya agonistlerini sağlayan bir dizi tasarım deneysel olarak doğrulanmıştır. Bu çerçeve artık P.......