Page 104 - Perdih, Andrej, Katja Lakota, Alja Prah. 2020. Strukture bioloških molekul. Univerzitetni učbenik z recenzijo in navodila za vaje. Koper: Založba Univerze na Primorskem.
P. 104
andrej perdih, katja lakota, alja prah
2. METODA PREPOZNAVE PROTEINSKIH ZVITIJ
Metodo prepoznavanja oz. identifikacije zvitij (ang. protein threading, oz. molecular fold
recognition method) uporabimo pri tistih proteinih, ki imajo podobno zvitje (ang. fold) kot
proteini z znano 3D strukturo, ni pa še na voljo eksperimentalne strukture homolognega
proteina, ki bi služil kot predloga za izgradnjo homolognega modela.
Uporabljamo jo kot metodo izbire za napovedovanje 3D struktur proteinov z nizko homologijo
s tistimi proteini, za katere je 3D struktura že znana. Da to metodo lahko uporabimo, po navadi
že obstaja protein z vsaj 20 % homologijo, ki ima določeno 3D strukturo. Tako kot homologno
modeliranje tudi ta skupina metod spada med tiste, ki uporabljajo predloge oz. šablone delov
proteinske strukture. Temeljna ideja za to metodo je, da obstaja v naravi končno število možnih
proteinskih zvitij ter da poznavanje preferenc posameznih aminokislinskih ostankov, da se
nahajajo v določenih strukturnih okoljih, definira, katero zvitje bo prisotno. Trenutno poznamo
okoli 1300 različnih proteinskih zvitij. Obstaja veliko programov, ki z metodo prepoznave zvitja
omogočajo napovedovanje 3D struktur, med drugimi: Phyre, RAPTOR, PROSPECT, NovaFold in
I-TASSER.
Prej omenjen princip predstavlja tudi glavno razliko v primerjavi s homolognim modeliranjem,
saj tu ne iščemo znane predloge med homolognimi proteini, ampak med proteini, ki imajo
podobna zvitja. Definirajmo še dva izraza: motif = majhna specifična kombinacija elementov
sekundarne strukture (glej Poglavje I), fold = splošna oblika in orientacija elementov
sekundarne strukture, pri čemer ne upoštevamo povezanosti med posameznimi strukturami.
Slika 4 shematsko prikazuje korake napovedi 3D strukture proteina z metodo prepoznave zvitij.
Slika 4. Napoved 3D strukture proteina z metodo prepoznave zvitij.
Koraki metode prepoznave zvitij:
1. Izdelava knjižnice različnih predlogov zvitij
2. Razvoj cenilne funkcije
3. Prileganje predlog in tarčnega primarnega zaporedja
4. Izgradnja 3D strukture z izbranim optimalnim predlogom
5. Optimizacija 3D modela
6. Validacija dobljenega 3D modela
104
2. METODA PREPOZNAVE PROTEINSKIH ZVITIJ
Metodo prepoznavanja oz. identifikacije zvitij (ang. protein threading, oz. molecular fold
recognition method) uporabimo pri tistih proteinih, ki imajo podobno zvitje (ang. fold) kot
proteini z znano 3D strukturo, ni pa še na voljo eksperimentalne strukture homolognega
proteina, ki bi služil kot predloga za izgradnjo homolognega modela.
Uporabljamo jo kot metodo izbire za napovedovanje 3D struktur proteinov z nizko homologijo
s tistimi proteini, za katere je 3D struktura že znana. Da to metodo lahko uporabimo, po navadi
že obstaja protein z vsaj 20 % homologijo, ki ima določeno 3D strukturo. Tako kot homologno
modeliranje tudi ta skupina metod spada med tiste, ki uporabljajo predloge oz. šablone delov
proteinske strukture. Temeljna ideja za to metodo je, da obstaja v naravi končno število možnih
proteinskih zvitij ter da poznavanje preferenc posameznih aminokislinskih ostankov, da se
nahajajo v določenih strukturnih okoljih, definira, katero zvitje bo prisotno. Trenutno poznamo
okoli 1300 različnih proteinskih zvitij. Obstaja veliko programov, ki z metodo prepoznave zvitja
omogočajo napovedovanje 3D struktur, med drugimi: Phyre, RAPTOR, PROSPECT, NovaFold in
I-TASSER.
Prej omenjen princip predstavlja tudi glavno razliko v primerjavi s homolognim modeliranjem,
saj tu ne iščemo znane predloge med homolognimi proteini, ampak med proteini, ki imajo
podobna zvitja. Definirajmo še dva izraza: motif = majhna specifična kombinacija elementov
sekundarne strukture (glej Poglavje I), fold = splošna oblika in orientacija elementov
sekundarne strukture, pri čemer ne upoštevamo povezanosti med posameznimi strukturami.
Slika 4 shematsko prikazuje korake napovedi 3D strukture proteina z metodo prepoznave zvitij.
Slika 4. Napoved 3D strukture proteina z metodo prepoznave zvitij.
Koraki metode prepoznave zvitij:
1. Izdelava knjižnice različnih predlogov zvitij
2. Razvoj cenilne funkcije
3. Prileganje predlog in tarčnega primarnega zaporedja
4. Izgradnja 3D strukture z izbranim optimalnim predlogom
5. Optimizacija 3D modela
6. Validacija dobljenega 3D modela
104
