Теперь команда, возглавляемая вычислительным биологом из Медицинской школы Университета Мэриленда (UMSOM), разработала набор компьютерных программ, которые отбирают данные о структуре и геномном секвенировании, чтобы определить особенности, которые отличают один фермент от аналогичных ферментов. Это исследование может значительно ускорить открытие лекарств, позволяя ученым быстрее разрабатывать более эффективные лекарства.«Этот новый подход позволяет анализировать белки на гораздо более глубоком и конкретном уровне», — говорит Эндрю Ф. Нойвальд, доктор философии, профессор биохимии.
Молекулярная биология, старший научный сотрудник Института геномных наук (IGS) UMSOM и ведущий автор статьи, описывающей новый метод. «Этот метод дает подсказки относительно последовательности и структурных особенностей, ответственных за конкретную биологическую функцию белка».Статья была опубликована на этой неделе в журнале eLife.
Доктор Нойвальд сотрудничал в работе с Л. Аравинд, доктором философии, и Стивеном Ф. Альтшулом, доктором философии, двумя старшими исследователями из Национального центра биотехнологической информации при Национальных институтах здравоохранения.В статье исследователи использовали этот подход для определения ключевых свойств различных ферментов: N-ацетилтрансфераз, ГТФаз P-петли, РНК-геликаз, фосфатаз и нуклеаз суперсемейства синаптоянинов, а также ДНК-гликозилаз тимин / урацила. Результаты выявили поразительные и ранее упускаемые из виду структурные особенности, которые, вероятно, связаны с функцией каждого белка.
Это может привести исследователей к новым способам разработки лекарств, которые имеют меньше нежелательных, вредных побочных эффектов.Двумя основными программами являются BPPS (Байесовское разбиение с выбором шаблона) и SIPRIS (Предполагаемая значимость структурно взаимодействующих остатков шаблона).
Программы и исходный код находятся в свободном доступе и требуют лишь минимальных знаний о Linux, что делает этот подход широко доступным для других исследователей. Этот подход также будет полезен для белковой инженерии и для понимания молекулярных основ многих заболеваний человека.Каждый из трех исследователей привнес в работу что-то свое. Доктор Нойвальд, который много лет работал над анализом белков, имеет разносторонний опыт в молекулярной биологии, информатике и байесовской статистике.
Доктор Аравинд — известный компьютерный биолог, хорошо разбирающийся в структуре и функциях белков. Доктор Альтшул, получивший формальное образование в области математики, был первым автором двух знаковых публикаций, описывающих популярные программы поиска в базе данных последовательностей BLAST и PSI-BLAST.