Page 102 - Perdih, Andrej, Katja Lakota, Alja Prah. 2020. Strukture bioloških molekul. Univerzitetni učbenik z recenzijo in navodila za vaje. Koper: Založba Univerze na Primorskem.
P. 102
andrej perdih, katja lakota, alja prah
Slika 3. Metoda homolognega modeliranja za napoved 3D strukture proteinov.
Koraki homolognega modeliranja:
1. Iskanje aminokislinskega zaporedja tarčnega proteina,
za katerega želimo zgraditi model
2. Iskanje in identifikacija sorodnih struktur proteina (predlog oz. šablon)
3. Poravnava tarčnega primarnega zaporedja s primarnim zaporedjem predloge
4. Izdelava 3D modela proteina (dodajanje stranskih verig in proteinskih zank)
5. Optimizacija 3D modela proteina
6. Evaluacija končnega 3D modela proteina
Prvi korak homolognega modeliranja je poznavanje primarne strukture tarčnega proteina, za
katerega želimo zgraditi 3D model. Nato moramo poiskati primerno predlogo (ang. template)
z znano 3D strukturo, ki se čimbolj ujema z našim neznanim proteinom, na podlagi katere bomo
lahko zgradili naš tarčni model in ga poravnali s tarčnim proteinom. Ta dva koraka se po navadi
izvajata skupaj. PDB je spletna baza, v kateri so dostopne 3D strukture biomakromolekul, zato
le-ta predstavlja najboljši vir za iskanje dobre predloge. Eno izmed najbolj popularnih
programskih orodij, ki nam omogoča primerjavo primarnih aminokislinskih zaporedij s
sočasnim iskanjem dostopnih 3D struktur po bazi PDB, je BLAST (Basic Local Alignment Search
Tool). Spletna orodja in podatkovne baze, ki vsebujejo podatke o bioloških molekul boste
natančeneje spoznali tudi pri Vaji 1.
Ko identificiramo primerne 3D strukture homolognih proteinov, ki bi jih lahko uporabili kot
predlogo, jih natačno ocenimo (tipično nam pri tem pomaga izbrana programska oprema).
Pregledamo, koliko aminokislin in atomov manjka, kakšna je resolucija proteina, itd. Velikokrat
je tudi pomembno, ali ima protein vezane ligande oz. kofaktorje ali pa je v t. i. prosti apo obliki,
saj vezava ligandov včasih bistveno vpliva na 3D konformacijo. Priporočjivo je, da si 3D
strukturo izbranega proteina, ki ga bomo uporabili kot predlogo, podrobno ogledamo s
kakšnim od prej omenjenih programov za vizualizacijo (npr. VMD, PyMOL, Chimera ipd.). Prav
tako je priporočljivo, da pridobimo še originalni znanstveni članek, ki vsebuje podrobnejše
102
Slika 3. Metoda homolognega modeliranja za napoved 3D strukture proteinov.
Koraki homolognega modeliranja:
1. Iskanje aminokislinskega zaporedja tarčnega proteina,
za katerega želimo zgraditi model
2. Iskanje in identifikacija sorodnih struktur proteina (predlog oz. šablon)
3. Poravnava tarčnega primarnega zaporedja s primarnim zaporedjem predloge
4. Izdelava 3D modela proteina (dodajanje stranskih verig in proteinskih zank)
5. Optimizacija 3D modela proteina
6. Evaluacija končnega 3D modela proteina
Prvi korak homolognega modeliranja je poznavanje primarne strukture tarčnega proteina, za
katerega želimo zgraditi 3D model. Nato moramo poiskati primerno predlogo (ang. template)
z znano 3D strukturo, ki se čimbolj ujema z našim neznanim proteinom, na podlagi katere bomo
lahko zgradili naš tarčni model in ga poravnali s tarčnim proteinom. Ta dva koraka se po navadi
izvajata skupaj. PDB je spletna baza, v kateri so dostopne 3D strukture biomakromolekul, zato
le-ta predstavlja najboljši vir za iskanje dobre predloge. Eno izmed najbolj popularnih
programskih orodij, ki nam omogoča primerjavo primarnih aminokislinskih zaporedij s
sočasnim iskanjem dostopnih 3D struktur po bazi PDB, je BLAST (Basic Local Alignment Search
Tool). Spletna orodja in podatkovne baze, ki vsebujejo podatke o bioloških molekul boste
natančeneje spoznali tudi pri Vaji 1.
Ko identificiramo primerne 3D strukture homolognih proteinov, ki bi jih lahko uporabili kot
predlogo, jih natačno ocenimo (tipično nam pri tem pomaga izbrana programska oprema).
Pregledamo, koliko aminokislin in atomov manjka, kakšna je resolucija proteina, itd. Velikokrat
je tudi pomembno, ali ima protein vezane ligande oz. kofaktorje ali pa je v t. i. prosti apo obliki,
saj vezava ligandov včasih bistveno vpliva na 3D konformacijo. Priporočjivo je, da si 3D
strukturo izbranega proteina, ki ga bomo uporabili kot predlogo, podrobno ogledamo s
kakšnim od prej omenjenih programov za vizualizacijo (npr. VMD, PyMOL, Chimera ipd.). Prav
tako je priporočljivo, da pridobimo še originalni znanstveni članek, ki vsebuje podrobnejše
102
