Page 148 - Perdih, Andrej, Katja Lakota, Alja Prah. 2020. Strukture bioloških molekul. Univerzitetni učbenik z recenzijo in navodila za vaje. Koper: Založba Univerze na Primorskem.
P. 148
andrej perdih, katja lakota, alja prah
V kolikor eksperimentalna struktura proteina ni znana, se lahko za 3D vizualizacijo proteinskega
zaporedja poslužimo tehnike, ki jo imenujemo homologno modeliranje. Homologno
modeliranje nam omogoča, da na osnovi 1) aminokislinskega zaporedja proteina in na osnovi
2) že znane eksperimentalno določene strukture njemu sorodnega homolognega proteina, ki
ga uporabimo za predlogo, zgradimo 3D model našega tarčnega proteina. Homologno
modeliranje torej temelji na predpostavki, da se strukture proteinov s sorodnim
aminokislinskim zaporedjem ne bodo pomembno razlikovale. Kvaliteta zgrajenega modela pa
je v veliki meri odvisna predvsem od stopnje sorodnosti med našim tarčnim proteinom in
tistim, ki ga uporabimo kot predlogo.
Proces homolognega modeliranja poteka v več korakih (Poglavje 5):
1. Iskanje aminokislinskega zaporedja našega tarčnega proteina, za katerega želimo
zgraditi model
2. Iskanje in identifikacija sorodnih struktur (predlog oz. matrik)
3. Poravnava tarčnega zaporedja z zaporedjem predloge
4. Izdelava modela (dodajanje stranskih verig, loop-ov)
5. Optimizacija modela
6. Končni 3D model
7. Evaluacija 3D modela
Predstavljajte si, da je vaš kolega v okviru eksperimentalnega dela, ki ga izvaja za diplomsko
nalogo, pridobil sledeče aminokislinsko zaporedje neznanega proteina. Rad bi ga podrobneje
proučil, vendar eksperimentalno pridobivanje strukture trenutno ni izvedljivo. Zato se je obrnil
na vas in na vaše široko znanje bioinformatike. Bi mu lahko pomagali in s pomočjo
homolognega modeliranja zgradili 3D model tega proteina?
Zaporedje vašega tarčnega proteina je sledeče:
>Neznan protein:
MENQEKASIAGHMFDVVVINGGISGLSAAKLLTEYGVSVLVLEARDRVGGRTYAIRNEHV
DYVDVGGAYVGPTQNRILRLSKELGIETYKVNVSERLVQTVKGKTYPFRGAFPPVWNPIA
YLDYNNLWRTIDNMGKEIPTDAPWEAQHADKWDKMTMKELIEKICWTKTARRFAYLFVNI
NVTSEPHEVSALWFLWYVKQCGGTTRLFSVTNGGQERKFVGGSGQVSERIMDLLGDQVKL
NHPVTHVDQSSDNIIIEALNHEHYECKYVINAIPPTLTAKIHFRPELPAERNQLIQRLPM
GAVIKCMMYYKEAAWKKKDYCGCMIIEDEDAPISITLDDTKPDGSLPAIMGFILARKADR
LAKLHKEIRKKKICELYAKVLGSQEALHPIHYEEKNWCEEQYSGGCYTAYFPPGIMTQYG
RVIRQPVGRIFFAGTETATKWSGYMEGAVEAGEKAAREVLNGLGKVTEKDIWVQEPESKD
VPAVEITHTFHERNLPSVSGLLKIIGFSTSVTALGFVLYKYKLLPRS
148
V kolikor eksperimentalna struktura proteina ni znana, se lahko za 3D vizualizacijo proteinskega
zaporedja poslužimo tehnike, ki jo imenujemo homologno modeliranje. Homologno
modeliranje nam omogoča, da na osnovi 1) aminokislinskega zaporedja proteina in na osnovi
2) že znane eksperimentalno določene strukture njemu sorodnega homolognega proteina, ki
ga uporabimo za predlogo, zgradimo 3D model našega tarčnega proteina. Homologno
modeliranje torej temelji na predpostavki, da se strukture proteinov s sorodnim
aminokislinskim zaporedjem ne bodo pomembno razlikovale. Kvaliteta zgrajenega modela pa
je v veliki meri odvisna predvsem od stopnje sorodnosti med našim tarčnim proteinom in
tistim, ki ga uporabimo kot predlogo.
Proces homolognega modeliranja poteka v več korakih (Poglavje 5):
1. Iskanje aminokislinskega zaporedja našega tarčnega proteina, za katerega želimo
zgraditi model
2. Iskanje in identifikacija sorodnih struktur (predlog oz. matrik)
3. Poravnava tarčnega zaporedja z zaporedjem predloge
4. Izdelava modela (dodajanje stranskih verig, loop-ov)
5. Optimizacija modela
6. Končni 3D model
7. Evaluacija 3D modela
Predstavljajte si, da je vaš kolega v okviru eksperimentalnega dela, ki ga izvaja za diplomsko
nalogo, pridobil sledeče aminokislinsko zaporedje neznanega proteina. Rad bi ga podrobneje
proučil, vendar eksperimentalno pridobivanje strukture trenutno ni izvedljivo. Zato se je obrnil
na vas in na vaše široko znanje bioinformatike. Bi mu lahko pomagali in s pomočjo
homolognega modeliranja zgradili 3D model tega proteina?
Zaporedje vašega tarčnega proteina je sledeče:
>Neznan protein:
MENQEKASIAGHMFDVVVINGGISGLSAAKLLTEYGVSVLVLEARDRVGGRTYAIRNEHV
DYVDVGGAYVGPTQNRILRLSKELGIETYKVNVSERLVQTVKGKTYPFRGAFPPVWNPIA
YLDYNNLWRTIDNMGKEIPTDAPWEAQHADKWDKMTMKELIEKICWTKTARRFAYLFVNI
NVTSEPHEVSALWFLWYVKQCGGTTRLFSVTNGGQERKFVGGSGQVSERIMDLLGDQVKL
NHPVTHVDQSSDNIIIEALNHEHYECKYVINAIPPTLTAKIHFRPELPAERNQLIQRLPM
GAVIKCMMYYKEAAWKKKDYCGCMIIEDEDAPISITLDDTKPDGSLPAIMGFILARKADR
LAKLHKEIRKKKICELYAKVLGSQEALHPIHYEEKNWCEEQYSGGCYTAYFPPGIMTQYG
RVIRQPVGRIFFAGTETATKWSGYMEGAVEAGEKAAREVLNGLGKVTEKDIWVQEPESKD
VPAVEITHTFHERNLPSVSGLLKIIGFSTSVTALGFVLYKYKLLPRS
148
