புரத கட்டமைப்பு முன்கணிப்பு முறைகள் மற்றும் மென்பொருளுக்கான வழிகாட்டி

அவற்றின் உயிரியல் செயல்பாடுகளைச் செயல்படுத்த, புரதங்கள் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட குறிப்பிட்ட இணக்கங்களாக மடிந்து, சிக்கலான மற்றும் மீளக்கூடிய கோவலன்ட் அல்லாத தொடர்புகளால் கட்டளையிடப்படுகின்றன. ஒரு புரதத்தின் கட்டமைப்பைத் தீர்மானிப்பது படிகவியல், அணு-காந்த அதிர்வு ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி மற்றும் இரட்டை துருவமுனைப்பு இன்டர்ஃபெரோமெட்ரி போன்ற நேரத்தைச் செலவழிக்கும் மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் விலையுயர்ந்த தொழில்நுட்பங்களால் அடைய முடியும். அவற்றின் அமினோ அமில வரிசைகளின் அடிப்படையில் புரத கட்டமைப்புகளை கணக்கிடுவதற்கும் கணிப்பதற்கும் பயோ-இன்ஃபர்மேடிக்ஸ் மென்பொருள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது.

புரத அமைப்பு பற்றிய மறுபரிசீலனை

சோதனை தொழில்நுட்பங்களுக்கு மாற்றாக, கட்டமைப்பு பகுப்பாய்வு மற்றும் முன்கணிப்பு கருவிகள் அவற்றின் அமினோ-அமில வரிசைகளுக்கு ஏற்ப புரத கட்டமைப்பைக் கணிக்க உதவுகின்றன. கொடுக்கப்பட்ட புரதத்தின் கட்டமைப்பைத் தீர்ப்பது மருத்துவத்தில் மிகவும் முக்கியமானது (எடுத்துக்காட்டாக, மருந்து வடிவமைப்பில்) மற்றும் உயிரி தொழில்நுட்பம் (எடுத்துக்காட்டாக, நாவல் என்சைம்களின் வடிவமைப்பில்). இயந்திரங்களின் கணக்கீட்டு சக்தியின் அதிகரிப்பு மற்றும் அறிவார்ந்த வழிமுறைகளின் வளர்ச்சியைத் தொடர்ந்து கணக்கீட்டு புரத முன்கணிப்புத் துறை தொடர்ந்து உருவாகி வருகிறது.

புரத கட்டமைப்பில் நான்கு நிலைகள் உள்ளன (படம் 1). புரத கட்டமைப்பு முன்கணிப்பில், இரண்டாம் நிலை மற்றும் மூன்றாம் நிலை கட்டமைப்புகளை கணிக்க முதன்மை அமைப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

புரதங்களின் இரண்டாம் கட்டமைப்புகள் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளால் உறுதிப்படுத்தப்படும் பாலிபெப்டைட் சங்கிலியில் உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட மடிப்பு ஆகும். மிகவும் பொதுவான இரண்டாம் நிலை புரத கட்டமைப்புகள் ஆல்பா ஹெலிக்ஸ் மற்றும் பீட்டா தாள்கள்.

வெவ்வேறு இரண்டாம் நிலை கட்டமைப்புகள் அனைத்தும் ஒரு 3D கட்டமைப்பில் மடிந்தவுடன் மூன்றாம் நிலை அமைப்பு என்பது புரதத்தின் இறுதி வடிவமாகும். இந்த இறுதி வடிவம் உருவாகிறது மற்றும் அயனி தொடர்பு, டிஸுல்பைட் பாலங்கள் மற்றும் வான் டி வால்ஸ் படைகள் மூலம் ஒன்றாக நடத்தப்படுகிறது.

புரத கட்டமைப்பின் நான்கு நிலைகள். Khanacademy.org இலிருந்து படம்.

புரத கட்டமைப்பு முன்கணிப்பு முறைகள் மற்றும் மென்பொருள்

கோளாறு முன்கணிப்பு, இயக்கவியல் முன்கணிப்பு, கட்டமைப்பு பாதுகாப்பு முன்கணிப்பு போன்ற பிரத்யேக புரத அம்சங்கள் மற்றும் தனித்துவத்திற்காக ஏராளமான கட்டமைப்பு முன்கணிப்பு மென்பொருள்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. அணுகுமுறைகளில் ஹோமோலஜி மாடலிங், புரோட்டீன் த்ரெட்டிங், ஏபி தொடக்க முறைகள், இரண்டாம் நிலை கட்டமைப்பு முன்கணிப்பு மற்றும் டிரான்ஸ்மேம்பிரேன் ஹெலிக்ஸ் மற்றும் சமிக்ஞை பெப்டைட் கணிப்பு.

சரியான முறையைத் தேர்ந்தெடுப்பது எப்போதும் அறியப்படாத புரதத்தின் முதன்மை வரிசையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும், ஹோமோலாஜ்களுக்கான புரத தரவுத்தளத்தைத் தேடுவதன் மூலமும் தொடங்குகிறது (படம் 2).

புரத கட்டமைப்பு முன்கணிப்பு முறைக்கான முடிவெடுக்கும் விளக்கப்படம்.

புரத கட்டமைப்பு கணிப்புக்கான சில விரிவான முறைகள் இங்கே:

  • இரண்டாம் நிலை கட்டமைப்பு முன்கணிப்பு கருவிகள்

இந்த கருவிகள் புரதத்தின் அமினோ அமில வரிசையை மட்டுமே அடிப்படையாகக் கொண்ட உள்ளூர் இரண்டாம் நிலை கட்டமைப்புகளை கணிக்கின்றன. முன்னறிவிக்கப்பட்ட கட்டமைப்புகள் பின்னர் டி.எஸ்.எஸ்.பி மதிப்பெண்ணுடன் ஒப்பிடப்படுகின்றன, இது புரதத்தின் படிக அமைப்பின் அடிப்படையில் கணக்கிடப்படுகிறது (இங்கே டி.எஸ்.எஸ்.பி மதிப்பெண்ணில் அதிகம்).

இரண்டாம் கட்டமைப்பிற்கான முன்கணிப்பு முறைகள் முக்கியமாக அறியப்பட்ட புரத கட்டமைப்புகளின் தரவுத்தளங்கள் மற்றும் நரம்பியல் வலைகள் மற்றும் ஆதரவு திசையன் இயந்திரங்கள் போன்ற நவீன இயந்திர கற்றல் முறைகளை நம்பியுள்ளன.

இரண்டாம் நிலை கட்டமைப்பு கணிப்புக்கான சில சிறந்த கருவி இங்கே.

  • மூன்றாம் நிலை அமைப்பு

மூன்றாம் நிலை (அல்லது 3-டி) கட்டமைப்பு முன்கணிப்பு கருவிகள் இரண்டு முக்கிய முறைகளில் அடங்கும்: Ab initio, மற்றும் ஒப்பீட்டு புரத மாடலிங்.

வெளிப்படையான வார்ப்புருக்கள் பயன்படுத்தாமல், புரத மடிப்பு ஆற்றல் மற்றும் / அல்லது பூர்வீக கட்டமைப்புகள் பெறும் இணக்க அம்சங்களின் புள்ளிவிவரப் போக்குகளை நிர்வகிக்கும் பொதுவான கொள்கைகளின் அடிப்படையில் மூன்றாம் கட்டமைப்புகளை முன்கணிப்பு செய்ய அப் தொடக்க (அல்லது டி நோவோ) முயற்சிக்கிறது.

ஒரு புரதத்தின் மூன்றாம் கட்டமைப்பைப் பற்றிய அனைத்து தகவல்களும் அதன் முதன்மை கட்டமைப்பில் குறியிடப்பட்டுள்ளன (அதாவது, அதன் அமினோ அமில வரிசை). இருப்பினும், அவற்றில் ஏராளமான எண்ணிக்கையை கணிக்க முடியும், அவற்றில் ஒன்று மட்டுமே குறைந்தபட்ச மட்டு ஆற்றலையும் நிலைத்தன்மையையும் சரியாக மடிக்க வேண்டும். புரதத்தின் கட்டமைப்பு முன்கணிப்புக்கு ஒரு புரதத்தின் பூர்வீக இணக்கத்தைத் தீர்க்க ஏராளமான கணக்கீட்டு சக்தியும் நேரமும் தேவைப்படுகிறது, மேலும் இது நவீன அறிவியலுக்கான முக்கிய சவால்களில் ஒன்றாகும்.

மிகவும் பிரபலமான சேவையகங்களில் ரோபெட்டா (ரொசெட்டா மென்பொருள் தொகுப்பைப் பயன்படுத்துதல்), ஸ்விஸ்-மாடல், PEPstr, QUARK ஆகியவை அடங்கும். ஒரு முழுமையான பட்டியலை இங்கே உலாவுக.

அறியப்பட்ட மூன்றாம் கட்டமைப்பின் ஒரு புரதம் அதன் வரிசையின் குறைந்தது 30% ஐ தீர்மானிக்கப்படாத கட்டமைப்பின் சாத்தியமான ஹோமோலாஜுடன் பகிர்ந்து கொண்டால், அறியப்படாதவற்றுடன் அறியப்படாத கட்டமைப்பை மேலோட்டமாகக் கொண்ட ஒப்பீட்டு முறைகள் அறியப்படாதவற்றின் கட்டமைப்பைக் கணிக்க பயன்படுத்தப்படலாம். ஹோமோலஜி மாடலிங் மற்றும் புரோட்டீன் த்ரெடிங் என்பது இரண்டு முக்கிய உத்திகள், இது ஒத்த புரதத்தின் முந்தைய தகவல்களை அதன் வரிசையின் அடிப்படையில் அறியப்படாத புரதத்தின் முன்கணிப்பை முன்மொழிகிறது.

ஹோமாலஜி மாடலிங் மற்றும் புரோட்டீன் த்ரெடிங் மென்பொருளில் ராப்டார்எக்ஸ், ஃபோல்ட்எக்ஸ், எச்.எச்.பிரெட், ஐ-டாஸர் மற்றும் பல உள்ளன.

குறிப்புகள்

டி நோவோ புரத அமைப்பு கணிப்பு. விக்கிபீடியா.

புரத கட்டமைப்பு கணிப்பு. விக்கிபீடியா