روشی برای تعیین ساختار صدها پروتئین

هنوز ۵۲۱۱ خانواده‌ی پروتئینی وجود دارد که هیچ داده آزمایشگاهی برای پیش‌بینی ساختارشان وجود ندارد (منظور از خانواده پروتئینی گروهی از پروتئین‌هاست که شباهت بسیاری به یکدیگر دارند).

روش جدیدی که برای پیش‌بینی ساختار پروتئین‌ها پیشنهاد شده است، قادر است ۶۱۴ ساختار پروتئینی را پیش‌بینی کند، یعنی چیزی حدود ۱۲ درصد کل ساختارهای ناشناخته، که گام بلندی رو به جلو به حساب می‌آید.

اساسی‌ترین مشکل برای تعیین ساختار پروتئین‌ها این است که از روی توالی ژن نمی‌توان درباره نحوه تاخوردگی پروتئین صحبت کرد. تعداد پیکربندی‌های ممکن عددی نجومی است، هرچند ابزار زیست‌شناسی محاسباتی به کمک آمده و تعداد زیادی از احتمالات را حذف کرده است. با اطلاع از اینکه کدام آمینواسید چه ناحیه‌ای از پروتئین (مثالاً آبدوست یا آب‌گریز) را ترجیح می‌دهد می‌توان برای پروتئین‌هایی که تا حد خوبی کوچک هستند، ساختار مناسب از لحاظ ترمودینامیکی را پیش‌بینی کرد.

در دهه‌ی ۱۹۹۰، این پیشنهاد هم روی میز آمد که برای پیش‌بینی ساختار پروتئین می‌توان به آمینواسیدهایی که با هم برهمکنش دارند توجه کرد. به اینصورت که با مطالعه‌ی توالی ژن‌هایی که در موجودات مختلف حفظ شده‌اند می‌توان اسیدآمینه‌هایی را یافت که در موجودات مختلف همگام با هم جهش یافته‌اند. بنابراین می‌توان پیش‌بینی کرد که چنین اسیدآمینه‌هایی در ساختار سه‌بعدی پروتئین نزدیک هم قرار می‌گیرند.

حال با تلفیق این ایده و توالی‌یابی متاژنوم، محققان تعداد مناسبی اسیدآمینه‌ی همگام را شناسایی کرده‌اند که منجر به تعیین ساختار ۶۱۴ پروتئین می‌شود که هرکدام نماینده‌ی یک خانواده‌ی پروتئینی هستند. با الگو قرار دادن این ساختارها می‌توان ساختار هزاران خانواده پروتئینی مرتبط را هم پیش‌بینی کرد. این روش با افزایش داده‌های توالی‌یابی قطعاً قوی‌تر خواهد شد.

نتایج این تحقیق در ژورنال Science چاپ شده است.

ترجمه: کسری طباطبایی

لینک خبر
لینک مقاله