Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Методы предсказания структуры

    МЕТОДЫ ПРЕДСКАЗАНИЯ СТРУКТУРЫ [c.277]

    Хотя различных методов предсказания структуры довольно много, все они основываются на гипотезе о том, что в основном конформация белка определяется локальными, ближними взаимодействиями. Это означает, что короткий полипептид с данной последовательностью с большой вероятностью примет ту же конформацию, что и полипептид с той же последовательностью в крупной молекуле белка. [c.277]


    Разработка новых подходов и методов для анализа связи между структурой и свойствами и биологической активностью органических соединений, открывающих путь к эффективному планированию синтеза соединений с заданными характеристиками, является важной проблемой современной органической химии. В статье рассматриваются основные принципы методов предсказания физико-химических свойств и биологической активности химических соединений, а также дизайна новых соединений с заданными свойствами и биологической активностью, развиваемые нами новые подходы и их применение для решения конкретных задач. Основные направления работ связаны с построением регрессионных моделей и генерацией структур, использованием локальных молекулярных характеристик и искусственных нейронных сетей, молекулярным моделированием белков и лигандов. [c.112]

    Показатели качества методов предсказания (Оз) вторичной структуры глобулярных белков по трем конформационным состояниям аминокислотных остатков [c.516]

    В последние годы интерес к поиску простых статистических корреляций между аминокислотной последовательностью и вторичными структурами не ослабевает. По-прежнему предпринимаются попытки создать новые методы предсказания, усовершенствовать предложенные ранее, реанимировать забытые. Принципиальных изменений в развитии этого направления, однако, не происходит. На протяжении вот уже трех десятилетий остается неизменной стратегия поиска, покоящаяся на вере в возможность эмпирическим путем и на основе вторичных структур решить одну из фундаментальных проблем молекулярной биологии. Поэтому неудивительно, что практически неизменной осталась и надежность предсказания. В табл.IV.20 представлены показатели качества алгоритмов, разработанных с 1974 г. по 1993 г. и предсказывающих три конформационных состояния аминокислотных остатков (а-спиральное, -структурное и неупорядоченное), В качестве количественной характеристики использован показатель Q3, равный сумме долей положительных и отрицательных правильных предсказаний трех форм остатков (со -t- х). [c.516]

    Изложенный в книге материал позволяет, по моему мнению, утверждать, что в настоящее время имеется объективное представление о принципах укладки белковой цепи в нативную трехмерную структуру и на их основе создан расчетный метод предсказания геометрии белковой глобулы и ее динамических конформационных свойств исходя только из аминокислотной последовательности. Проведенное обсуждение физических аспектов проблемы белка, соответствующих количественных экспериментальных данных и результатов априорных расчетов конформационных состояний природных олиго- и полипептидов сделало возможным объяснить причины протекания самопроизвольного, быстрого и безошибочного процесса свертывания белковой цепи в детерминированную трехмерную структуру. Знание (и понимание) структурной организации пептидов п [c.590]


    Предлагаемые корреляционные методы, или, как их обычно называют, методы предсказания вторичной структуры по аминокислотной последовательности (сокращенно методы предсказания ), можно разбить на две категории вероятностные и физико-химические. К первой категории относятся методы, устанавливающие закономерности исключительно на основе статистического анализа исходных рентгеноструктурных данных. Физико-химические методы используют дополнительно (или исключительно) иную структурную информацию. Очевидно, что различие между этими двумя категориями не может быть очень четким и возможны промежуточные случаи, отнесение которых к первой или второй категории произвольно. [c.131]

    Самосогласованность можно использовать в качестве критерия качества. Существенно иной подход к оценке качества метода предсказания состоит в применении его к нескольким гомологичным белкам. Можно полагать, что такие белки свертываются одинаковым образом и имеют одинаковую вторичную структуру. Следовательно, предсказания должны быть инвариантны по отношению к наблюдаемым заменам аминокислот чем меньше вариаций, тем лучше метод предсказания. Такая проверка качества трех методов предсказания была проведена на 24 гомологичных последовательностях рибонуклеазы поджелудочной железы [385], [c.151]

    Эмпирические статистические веса можно получить из наблюдаемых частот встречаемости. В принципе эти склонности можно рассчитать для каждого типа остатка по энергетическим картам, подобным приведенной на рис. 2.5. Однако эти карты следует расширить с тем, чтобы учесть зависимость от конформации х боковой цепи. Кроме того, для получения разумных результатов нужно принять во внимание растворитель, что, однако, сделать достаточно сложно. С другой стороны, близкие значения с этими вероятностями 2 , 2 , 2 можно получить путем приравнивания их частотам встречаемости состояний ак, аь, е рассматриваемого типа остатка в глобулярных белках известной структуры. Эта процедура принята в большинстве методов предсказания. [c.294]

    В современных обзорах, посвященных более детальному описанию конформации полисахаридов, приведены расчеты стереохимии полисахаридных цепей в зависимости от типа имеющихся в них химических связей [1], описаны методы предсказания параметров неупорядоченных форм молекул полисахаридов в растворах [2], рассмотрены вторичные и третичные структуры полисахаридов в растворах и гелях [3]. В более ранних обзорных работах рассмотрены основные принципы образования конформаций полисахаридов [4] формам молекул полисахаридов посвящен обзор [5]. [c.282]

    В работах Птицына [147, 148] на основании статистического анализа аминокислотного состава и последовательности участков полипептидной цепи с различной вторичной структурой были предложены классификация аминокислот и метод предсказания вторичной структуры глобулярных белков по их первичной структуре. Оказалось возможным приписать каждой аминокислоте некоторую индивидуальную способность встраиваться в спиральные участки ( спиральный потенциал ), в первом приближении не зависящую от ее соседей в цепи. [c.250]

    Для предсказания структуры простых молекул могут быть использованы, в частности, простые закономерности между числом валентных электронов и строением молекулы, найденные Уолшем (см. [4139]) на основании метода молекулярных орбит. [c.67]

    Элементы симметрии, которыми обладают молекулы, и их классификация по группам представляют интерес не только с точки зрения проблемы хиральности, но также для физических методов установления структуры (спектрографии) и, кроме,того, для статистического предсказания соотношения изомеров, способных. образоваться в данной реакции. [c.109]

    На втором этапе предсказания структуры делается попытка перехода от первичной и вторичной структуры к третичной структуре. Математическая сложность этой задачи, как будет видно из дальнейших глав, огромна. Для строгого решения оказываются недостаточными возможности ЭВМ — как существующих, так и тех, которые появятся в будущем. Однако за последние несколько лет был достигнут значительный прогресс в развитии методов предсказания того, как молекула белка или нуклеиновой кислоты должна складываться в трехмерную структуру. Это удалось сделать благодаря правильно выбранным приближениям и упрощениям. Тем не менее действительно успешное предсказание третичной структуры полимера до сих пор не было осуществлено. Аналогичной, но, по-видимому, значительно более простой задачей является предсказание четвертичной структуры некоего комплекса, исходя из заданной третичной структуры его компонентов. Если бы последние были жесткими, задача могла бы быть решена путем минимизации полной энергии с помоыи,ю перебора всех разумных структур методом проб и ошибок. Такие попытки делались с целью исследования возможной структуры волокон, образующихся при агрегации гемоглобина больных серповидноклеточной анемией. Уже небольшое количество данных о структуре этих волокон существенно облегчает вычисления за счет ограничения числа геометрических переменных. Вообще говоря, в будущем методам предсказания структуры будет, очевидно, принадлежать огромная роль — может быть, не при расчетах а priori, а как способу использования всей имеющейся структурной информации с целью получения возможно более точной и детальной структуры. [c.26]


    До сих пор мы применяли метод ОВЭП для предсказания структуры только таких молекул, в которых все электроны спарены. Если молекула имеет хотя бы один неспаренный электрон, предсказание молекулярной структуры значительно усложняется. Рассмотрим, например, изоэлек-тронный ряд молекулярных частиц ВеНз, ВНз, СНз и ЫНз все они имеют такую льюисову структуру  [c.498]

    Создание количественных методов компьютерного определения вторичных структур в опытных трехмерных структурах белков необходимо также вследствие усложнения процедуры корреляционного анализа, увеличения количества исследованных рентгеноструктурно белков и по некоторым другим причинам, в частности, из-за неоднозначности результатов предсказания того или иного метода при использовании его разными исследователями. Первые алгоритмы идентификации -изгибов с помощью ЭВМ по экспериментальным данным были созданы И. Кунтцем [142, 143] и П. Льюисом и соавт. [111]. Позднее они усовершенствовались П. Чоу и Г. Фасманом [172], Г. Раузе и Дж. Селтцером [173]. С. Лифсон п К. Сандер [174] разработали компьютерный метод определения -структуры, а М. Левитт и Дж. Грир [153] создали первый алгоритм установ- [c.510]

    В течение многих лет, начиная с 1971 г., Робсон занимается разработкой методов предсказания вторичных структур, основанных на теории информации [136, 137, 170, 203-206]. В 1978 г. Робсон и соавт. [207] предложили новый метод, получивший название GORI (аббревиатура первых букв фамилий авторов). Позднее возникли две его модификации, GORII н GORIII [208, 209]. Первый вариант [207] построен на предположении о независимости конформационных состояний остатков в трехмерной структуре белка. Во втором [208] - учитываются взаимодействия каждого остатка J с последующим j + т (т < ,) с помощью так называемых направляющих информационных параметров, которые рассчитываются по [c.514]

    Jj В последние годы начинают проявляться новые элементы в развитии корреляционных методов предсказания вторичных структур и механизма укладки белковой цепи [222]. Правда, они касаются не существа рассматриваемого явления, а скорее чисто формальной стороны эмпирического подхода, отражая вместе с тем определенное разочарование результатами многолетних поисков. Неудовлетворенность чувствуется, Капример, в обзоре Б. Роста, К. Сандера и Р. Шнейдера, написанном 1994 г. [223]. В нем авторы, отмечая преодоление предсказательными [c.517]

    Склонности дублетов включают взаимодействия остаток — остаток. Строгое предсказание основано на частотах встречаемости дублетов. Вопреки Финкельштейну и Птицыну [3431 многие методы предсказания используют информацию о дублетах, поскольку такая информация отражает взаимодействие между близкими по цепи остатками. Перити [344] воспользовался дублетами для предсказания а-спиралей и 3-структур чисто вероятностным методом. Он рассмотрел 27 дублетов, в каждом из которых остатки находились в положениях г 1, 2,. .., г 6, полагая, что при более далеких расстояниях между остатками взаимодействия отсутствуют. Всего было получено 10 800 дублетов различных типов. Для каждого остатка Перити рассматривал возможность реализации состояний а, (3 и клубка (состояние, не являющееся ни а и ни 3). Таким [c.133]

    Некоторые методы не определены достаточно четко. Полшмо трудностей, связанных с независимой проверкой предоказатель-ности метода, в некоторых случаях оказывается, что метод просто невоспроизводим [381, 382]. Этими причинами и объясняется большой скептицизм в отношении методов предсказаний вторичной структуры. Нужно отметить однако, что хорошая воспроизводимость и соответствие с базовым набором еще не адекватны успешным предсказаниям неизвестных структур белков. Это происходит главным образом потому, что авторы не определяют свой метод с достаточной четкостью, оставляя тем самым возможность большого произвола в его применении. Критическое отношение к предсказательным методам до известной степени поколебалось после сравнительного опробования на аденилаткиназе [383] и Т4-лизоциме [384]. [c.146]

    При оценке предсказаний для аденилаткиназы был предложен дополнительный метод коллективного предсказания [383]. Он состоит в усреднении (без относительных весов) Есех индивидуальных предсказаний. В случае аденилаткиназы такое усреднение лучше согласовывалось с наблюдаемыми данными, чем любое из индивидуальных предсказаний. Такой подход был применен также Аргосом и сотр. [381], которые усреднили результаты пяти методов предсказания для всех известных белковых структур. [c.151]

    Опыты на пептидных гомоиолимерах позволили установить, что некоторые аминокислотные остатки обнаруживают свойство встраиваться в а-спираль. Эти данные были затем применены к глобулярным белкам с известным пространственным строением. Оказалось, что остатки, которые образуют спирали в гомоиолимерах, стремятся встраиваться в спирали также и в глобулярных белках. Такое соответствие послужило основой для многочисленных попыток установить корреляции между аминокислотной последовательностью белка и наличием спиралей в этом белке. Позднее такие корреляции были распространены и на другие вторичные структуры. Эти попытки интересны с той точки зрения, что они являются некой основой пока еще не известного будущего метода, с помощью которого можно будет устанавливать трехмерную структуру белка только по его аминокислотнон последовательности. Это и послужило причиной подробного описания большинства из существующих методов предсказания вторичной структуры по аминокислотной последовательности. Сведения, необходимые для понимания методов, основанных на статической механике, даются в приложении. [c.155]

    При допущении, что а-спирали нативной структуры уже сформированы в еще не полностью свернутой цепи. Такое предположение отчасти подтверждается данными иммунологических исследований, по которым можно судить о содержании а-спиралей в несвернутой цепи [418, 4541, а также достаточно удовлетворительными результатами методов предсказания а-спирали (разд. 6.5). Моделирование свертывания цепи выполняется а posteriori для белков, структуры которых определены с помощью рентгеноструктурного анализа. Применение такого моделирования к белку с неизвестной трехмерной структурой потребует информации об а-спиральных участках цепи отчасти эта информация может быть получена с помощью методов предсказания (гл. 6). [c.193]

    Молекулярно-механические расчеты широко применяются к полнциклоалканам действительно, в настоящее время они являются единственным надежным методом для предсказания структур и энергий. Силовые поля схем EAS и ММ1 надежны в пределах 10—15 кДж/моль, но, к сожалению, ограничены тем, что они параметризованы по экспериментальным данным для моноциклических и ациклических молекул. В настоящее время имеется много экспериментальных данных АЯ (газ.) для полициклических систем, и наиболее современное силовое поле ММ2 дает отличное совпадение для ряда таких систем. [c.130]

    Теперь уместно рассмотреть величины, используемые в трех методах (табл. 6.1) и сделать общие замечания по поводу их значения в разных услових. Например, решение структурной задачи можно облегчить, просто приняв во внимание отсутствие поглощения так, отсутствие поглощения в области выше 210 ммк исключает из рассмотрения сопряженные системы. И действительно, ультрафиолетовые спектры часто используют таким образом, поскольку многие соединения либо только слабо поглощают, либо вовсе не поглощают выше 210 ммк. С другой стороны, сопряженные системы, такие, как полиены или полиины, можно проанализировать этим способом, когда другой метод был бы неприемлем. ЯМР- и ИК-методы оказываются более полезными, так как органические соединения всегда дают эти спектры, а из двух методов для предсказания структуры более пригоден ЯМР. Дальнейшее сравнение указанных методов проведено в табл. 6.2, в которой суммирована способность каждого метода к выявлению обычных функциональных групп, содержащих элементы С, Н, Ы, О. Нецелесообразно подробно обсуждать краткие обобщения, сделанные в этой таблице, но они показывают, как один метод дополняет другой. Наконец, табл. 6.3 поможет читателю найти в книге данные, необходимые при рассмотрении примеров и задач. [c.224]

    Рентгеноструктурный анализ кристаллических полимеров в принципе может давать сведения о координатах атомов в элементарной ячейке, однако, ввиду не очень совершенного порядка число отражений мало и прямые решения структурной задачи невозможны [19]. Рентгенограммы растянутого образца дают информацию о периоде идентичности (с) вдоль оси волокон. Чтобы получить другие параме.тры спирали — трансляцию вдоль оси при переходе от одной эквивалентной мономерной к следующей (с1) и угол поворота в плоскости, перпендикулярной оси спирали (0 = 2ят/тг), обычно действуют методом проб и ошибок, т. е. делают некоторые предположения относительно симметрии спирали, или (что то же) относительно числа мономерных звеньев в витке. Например, предполагаю , чго спираль имеет симметрию 3[ (т. с. 3 мо номерных единицы в одном витке — п/т = 3), 4ь 7г и т. д. Некоторые типы симметрии спиралей приведены на рис. 2. Далее для выбранного типа симметрии рассчитывают теоретическое распределение интенсивности и сравнивают его с наблюдаемым. Теория рассеяния рентгеновских лучей на спиралях была разработана Кокреном, Криком и Вандом [20] в связи с интерпретацией рентгенограмм спиральных полипептидов и в дальнейшем использовалась для предсказания структуры ДНК, регулярных полимеров и т. д. (см. также [19]). [c.10]

    Основное затруднение в частном случае, когда речь идет о растворах, состоит еще и в том, что перед исследователями стоит задача установить формы проявления периодического закона не относительно свойств определенных химических соединений, а относительно растворов, которые являются не химическими соединениями, а сложными химическими системами. Сложность исследования растворов обусловливается не только тем, что в растворе существуют несколько соединений, а также и продукты их соединения и диссоциации, но- и тем, что эти системы находятся в конденсированном состоянии, характеризующемся малыми расстояниями между частицами, значительной их подвижностью и наличием своеобразных структур [4—8]. Всем этим и объясняется отсутствие до настоящего времени общей теории конденсированных фаз. С другой стороны, именно эта сложность природы растворов и требует от нас поисков дополнительных методов их исследования, методов объективного контроля получаемых данных, методов предсказания свойств новых систем и с этой точки зрения роль периодического закона JVIOжeт быть весьма значительной. [c.6]


Смотреть страницы где упоминается термин Методы предсказания структуры: [c.208]    [c.278]    [c.498]    [c.288]    [c.176]    [c.182]    [c.191]    [c.252]    [c.487]    [c.508]    [c.77]    [c.250]    [c.288]    [c.185]    [c.272]   
Смотреть главы в:

Биофизическая химия Т.1 -> Методы предсказания структуры




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Метод структур



© 2024 chem21.info Реклама на сайте