Перевести страницу

Пикотехнология вкратце

Подписаться на RSS

Популярные теги Все теги

Многослойные белковые спирали и мезо-механизмы

*

*

Подробные примеры



https://img-fotki.yandex.ru/get/896238/158289418.4a6/0_186ba1_52a77613_XL.png


Эта структура вообще может быть Т-конструкцией из двухслойной спирали.

Сначала строится верхняя черта Т из 310-спирали длиной 38 аминокислотных остатков. Затем поверх нее укладывается второй слой (пи-спираль длиной 17 АО), покрывая процентов 20...25 310-спирали. Потом идёт шпилька из 310-спирали длиной 8 АО (примерно 0.21 от "верхней черты"). Далее обратным ходом на шпильку укладывается 19 АО пи-спирали. После этого строится 28 АО альфа-спирали, которая может идти под любым углом, т.е. от нуля до 180 к первоначальной "черте" или к шпильке. Кстати, шпилька тоже может быть расположена под любым углом к "черте". Далее идёт 310-спираль длиной 45 АО и альфа-спираль длиной 53 АО. Последние три участка - это сверхдлинная прямая спираль (28+45+53 АО), которая тоньше в средней части. Наконец, идёт пи-спираль, например, поверх альфа-спрали и какой-то хитрый узел. Всё это может иметь форму рогатки из двухслойной пи-альфа-спирали на всех трех концах. Может быть и сравнительно  низкочастотной резонансной системой, похожий на U-образный музыкальный камертон. С этим интересно было бы разобраться...



https://img-fotki.yandex.ru/get/896349/158289418.4a5/0_1863ba_ccc834d4_XL.png



Эта структура может быть либо антинаправленными участками альфа-спиралей и двухслойных 310-пи-спиралей, образующих гигантскую трубу, либо рёберным многогранником, в частности 6-угольной пирамидой, основание которой образовано альфа-спиральными участками, а наклонные ребра - двухслойными 310-пи-спиралями. При этом пирамида может быть лишь одним из крайних состояний некого манипулятора, который может развернуться в 6-конечную "звезду". Это нужно моделировать в 3D. Тогда может появиться определенность и ясность.


Многослойные белковые спирали и мезо-механизмы. Типы белковых спиралей.

Skype:

[16.12.2017 3:47:47] Va12220(Valqwa): усечение буду делать завтра к вечеру
[16.12.2017 10:50:33] Кушелев Александр Юрьевич: Замечательно!
[0:50:35] Кушелев Александр Юрьевич: Привет! Что-то  названия файлов не те и на компактной картинке не то в верхней строке.
Имя файла без номера: LJOW01001018P_01.png. А номер нужен.


https://img-fotki.yandex.ru/get/896238/158289418.4b3/0_189610_e6c73bf1_orig.png

[0:51:18] Кушелев Александр Юрьевич: А в первой строке вместо номера название папки. Это не нужно. Нужен номер и идентификатор. Папку тут указывать не нужно.
[1:32:24] Кушелев Александр Юрьевич: А другой gbk-файл обработался вроде лучше. Номера в названиях файлов есть. Но на картинке лишняя информация. Имя папки. Его желательно убрать.
[2:18:49] Кушелев Александр Юрьевич: Этот файл считается с ошибкой. Будем надеяться, что ошибка в NCBI:

https://img-fotki.yandex.ru/get/914565/158289418.4b3/0_189619_c63c4c30_XL.png
Оригинал: https://img-fotki.yandex.ru/get/914565/ … 0_orig.png

[2:19:30] Кушелев Александр Юрьевич: gbk взят отсюда: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/PI … B75001U015
[2:20:01] Кушелев Александр Юрьевич: Кстати, похоже сегодня удалось сделать крутое научное открытие: http://nanoworld.org.ru/topic/1881/
[2:20:09] Кушелев Александр Юрьевич: Поздравляю! Это наша удача.
[5:27:30] Va12220(Valqwa): сделал усечение. подчистил названия файлов.
проверь на нескольких файлах
[5:28:15] Va12220(Valqwa): 
Кушелев: Кстати, похоже сегодня удалось сделать крутое научное открытие: http://nanoworld.org.ru/topic/1881/
Поздравляю! Это наша удача.
Va12220(Valqwa): забыл на форуме упомянуть меня
[9:29:57] Кушелев Александр Юрьевич: "Сам себя не похвалишь, никто не похвалит". А ты же зарегистрирован на форуме. Давай обсудим нашу удачу. В чём проблема?

https://img-fotki.yandex.ru/get/963786/158289418.4b3/0_189616_f8fa470_XL.png

Развёрнуто:

https://img-fotki.yandex.ru/get/509885/158289418.4b3/0_189618_9027851c_XL.png
Оригинал: https://img-fotki.yandex.ru/get/509885/ … c_orig.png

Кстати, мне уже попадались аналогичные и даже "более такие же", "более чем" структуры:

https://img-fotki.yandex.ru/get/896238/158289418.4a6/0_186ba1_52a77613_XL.png

Развернуто:

https://img-fotki.yandex.ru/get/872132/158289418.4a6/0_186ba2_ccc2630e_XL.png
Оригинал: https://img-fotki.yandex.ru/get/872132/ … e_orig.png

Эта структура вообще может быть Т-конструкцией из двухслойной спирали.

Сначала строится верхняя черта Т из 310-спирали длиной 38 аминокислотных остатков. Затем поверх нее укладывается второй слой (пи-спираль длиной 17 АО), покрывая процентов 20...25 310-спирали. Потом идёт шпилька из 310-спирали длиной 8 АО (примерно 0.21 от "верхней черты"). Далее обратным ходом на шпильку укладывается 19 АО пи-спирали. После этого строится 28 АО альфа-спирали, которая может идти под любым углом, т.е. от нуля до 180 к первоначальной "черте" или к шпильке. Кстати, шпилька тоже может быть расположена под любым углом к "черте". Далее идёт 310-спираль длиной 45 АО и альфа-спираль длиной 53 АО. Последние три участка - это сверхдлинная прямая спираль (28+45+53 АО), которая тоньше в средней части. Наконец, идёт пи-спираль, например, поверх альфа-спрали и какой-то хитрый узел. Всё это может иметь форму рогатки из двухслойной пи-альфа-спирали на всех трех концах. Может быть и сравнительно  низкочастотной резонансной системой, похожий на U-образный музыкальный камертон. С этим интересно было бы разобраться...

***

https://img-fotki.yandex.ru/get/5007/158289418.4a7/0_186bb7_ec7a55f4_XL.png

Развернуто:

https://img-fotki.yandex.ru/get/5007/158289418.4a7/0_186bb8_14486e2d_XL.png
Оригинал: https://img-fotki.yandex.ru/get/5007/15 … d_orig.png
Подробнее: http://nanoworld.org.ru/topic/1656/page/14/

Этот белок тоже может состоять из двухслойных спиралей, но верхний слой может быть образован не фундаментальной, а программной спиралью. У меня и раньше закрадывалось предположение, что программная 35-спираль может идти верхним слоем по отношению даже к пи-спирали, не говоря о более тонких спиралях.

https://img-fotki.yandex.ru/get/370294/158289418.4a7/0_186be0_27d7b96f_XL.png
Подробнее: http://nanoworld.org.ru/topic/1656/page/14/

А этот белок содержит длинные участки 310-альфа-спиралей, пи-спиралей и программных 35-спиралей. Я не удивлюсь, если в его структуре попадётся не только участок двухслойной, но и участок трехслойной альфа-пи-35-спирали.

https://img-fotki.yandex.ru/get/897139/158289418.4a5/0_1863b2_62631aa0_XL.png
Подробнее: http://nanoworld.org.ru/topic/1656/page/12/

Здесь мы тоже видим участок 310-спирали, за ним сразу пи-спираль, а за ним 35-спираль. Это может быть трехслойный участок 310-пи-35-спирали. А может и нет. Надо проверять...

https://img-fotki.yandex.ru/get/368754/158289418.4a8/0_186cc6_95a06491_orig.png
Подробнее: http://nanoworld.org.ru/topic/1656/page/14/

Если это - система противонаправленных альфа- и бета-спиральных участков, образующих гигантскую трубу, то это:

https://img-fotki.yandex.ru/get/896349/158289418.4a5/0_1863ba_ccc834d4_XL.png

Развернуто:

https://img-fotki.yandex.ru/get/373339/158289418.4a5/0_1863bb_2169fd79_XL.png
Подробнее: http://nanoworld.org.ru/topic/1656/page/12/

Может быть либо антинаправленными участками альфа-спиралей и двухслойных 310-пи-спиралей, образующих гигантскую трубу, либо рёберным многогранником, в частности 6-угольной пирамидой, основание которой образовано альфа-спиральными участками, а наклонные ребра - двухслойными 310-пи-спиралями. При этом пирамида может быть лишь одним из крайних состояний некого манипулятора, который может развернуться в 6-конечную "звезду". Это нужно моделировать в 3D. Тогда может появиться определенность и ясность.

https://img-fotki.yandex.ru/get/875526/158289418.4a5/0_18649d_3b97c25e_orig.png
Подробнее: http://nanoworld.org.ru/topic/1656/page/12/

Это уже скорее всего гигантская труба из противонаправленных альфа-спиральных и двухслойных 310-пи-спиральных участков. Но тоже надо проверять.

https://img-fotki.yandex.ru/get/892702/158289418.4af/0_188379_96ba8f74_orig.png
Подробнее: http://nanoworld.org.ru/topic/1699/page/74/

Эти экзотические структуры могут оказаться очень интересными мезо-механизмами (что-то среднее между большой третичной и малой четвертичной структурой), включающими в себя многослойные спирали.









    Примеры, как выглядят разные типы белковых структур:


    https://img-fotki.yandex.ru/get/880375/158289418.4b4/0_1898d5_75a293_orig.png

    https://img-fotki.yandex.ru/get/9229/158289418.4b4/0_1898d6_7cada9bd_orig.jpg

    Тип структуры может меняться и в одном белке:

    https://img-fotki.yandex.ru/get/879536/158289418.4b4/0_1898d7_593cf61f_orig.png

    https://img-fotki.yandex.ru/get/769660/158289418.4b4/0_1898d8_3d889455_orig.png
    Сильно выраженная кластерная структура белка.





    https://img-fotki.yandex.ru/get/370846/158289418.4b4/0_1898d9_5012e434_orig.png
    Сильно окрашенная структура




    https://img-fotki.yandex.ru/get/752268/158289418.4b4/0_1898da_21b3ac7d_orig.png
    Структура с программными спиралями




    Предельно окрашенные структуры - фундаментальные спирали:

    https://img-fotki.yandex.ru/get/478076/158289418.4b3/0_1896c3_41b780d4_XL.png
    Red (альфа-)





    https://img-fotki.yandex.ru/get/28072/158289418.4b3/0_1896c0_f08a0e84_orig.png
    Green (бета-)






    https://img-fotki.yandex.ru/get/4012/158289418.4b3/0_1896c5_56262004_XL.png
    Blue (пи-)












    https://img-fotki.yandex.ru/get/509292/158289418.4a7/0_186c5c_1ebe5075_XL.png
    Orange (310-)






    https://img-fotki.yandex.ru/get/5007/158289418.4a7/0_186bb7_ec7a55f4_XL.png
    Magenta (Met-)







    https://img-fotki.yandex.ru/get/896238/158289418.4a6/0_186ba1_52a77613_XL.png
    Предельно структурированные








    https://img-fotki.yandex.ru/get/897139/158289418.4a5/0_1863b2_62631aa0_XL.png
    Структурированные функциями Уолша и Кушелева (программно-спиральные, многослойно-спиральные)










    https://img-fotki.yandex.ru/get/875526/158289418.4a5/0_18649d_3b97c25e_orig.png
    Фрактально-спиральные







    Особенности построения моделей 3D Пикотех на основе структур 2D пикотех






    Геометрический алгоритм построения структур 3D Пикотех



    Геометрический алгоритм построения структур 3D Пикотех уже реализован.

    Пикотехнология 3D надежно работает на прямых участках фундаментальных спиралей:
    альфа-, 310-, бета-, пи-.   


    Геометрический алгоритм прекрасно работает для широкого класса структрур. В частности, для циклов окситоцина, которые замыкаются через десятки аминокислотных остатков через дисульфидные мостики:

    https://img-fotki.yandex.ru/get/874801/249950893.1/0_16b0ac_702642c5_GIForig.gif

    В общей сложности построены модели 6 замкнутых через дисульфидные мостики участков.
    1. Cys 95 - Cys 113 в человеческом лизоциме.
    2. Cys 96 - Cys 117 в альтернативном человеческом лизоциме.
    3. Cys 78 - Cys 82  в альтернативном человеческом лизоциме.
    4.  Cys 94 - Cys 98  в лизоциме куриного яйца
    5.  Met 1 - Cys 13  в мышином лизоциме
    6.  Met 1 - Cys 24  в лизоциме куриного яйца


    Кушелев:  В процессе исследования циклов разных лизоцимов, которые замыкаются через дисульфидные мостики, мне удалось обнаружить, что эти самые дисульфидные мостики возникают не только между цистеинами, но и между цистеином и метионином! Это научное открытие тоже прошло незамеченным, а зря...





    Можно констатировать факт корректности 3D модели, если, например, замкнулся дисульфидный мостик, как в случае фрагментов лизоцимов. Ведь вероятность случайного замыкания исчезающе мала (тридцатимиллиардная доля для фрагмента из 22 аминокислотных остатков). Во всех других случаях требуется проверка другими способами.


    Структуры белков сверх длинных спиралей легко проверить либо рентгеноструктурным анализом, либо химическими методами, которые позволяют определять структурную схему молекулы. Например, в 310-спирали водородная связь образуется между N-ой и (N+3)-ей пептидными группами. В альфа-спирали N -> (N+4), а в пи-спирали N -> (N+5).


    Учитывая, что РСА не может надёжно определить даже вторичную структуру белка, есть предложение проверять его по принципу "от простого к сложному", т.е. начиная с простых прямых фундаментальных 310-, альфа-, пи-спиралей. И такие белки удалось найти с помощью программы Пикотех 2D.


    Модель тройной спирали, вероятно, возникла по той причине, что первым была исследована программная 335-спираль коллагена-1, которая очень похожа на тройную спираль. Вот её модель:


    https://img-fotki.yandex.ru/get/373339/249950893.1/0_16b2fb_dde6856_GIForig.gif

    https://img-fotki.yandex.ru/get/373339/249950893.1/0_16b2fc_2f18fdf9_GIForig.gif




    Алгоритм с учётом физико-химических взаимодействий и свойств сустава Pro



    Что касается учёта физико-химических взаимодействий, то они общеизвестны. Виктория Соколик даже пытается пользоваться стандартными программами оптимизации моделей белковых структур. Но стандартные программы не учитывают геометрию и упругие свойства электронов, поэтому они непригодны для оптимизации пикотехнологических моделей. Нужно создавать программы нового поколения.


    Правильная 3D модель уже на уровне упрощённого геометрического алгоритма получается для тех участков белка, в которых нет аминокислотных остатков Pro и Met. Дело в том, что Met пока не смоделирован даже на геометрическом уровне, а Rpo - "сустав", т.е. гибкий иминокислотный остаток. Величина угла может меняться от разных факторов, которые могут быть учтены лишь при физико-химическом моделировании. В каждой аминокислоте есть не только композиционный, но и транспозиционный угол, который тоже может слегка меняться в зависимости от физико-химических взаимодействий. Наконец, некоторые белки после сборки разрезаются на части и переделываются, поэтому их структура не соответствует той, что получается в результате сборки по коду. Гарантией правильной 3D модели являются, например, дисульфидные мостики, как в случае моделей фрагментов окситоцинов.


    В отличие от аминокислотных остатков, Pro - это иминокислотный остаток, структура которого гнется не только в плоскости пептидной группы (транспозиционный угол), но и в другой плоскости (пролиновый угол). Увидеть это можно, например, на пластмассовой модели Pro. Эта модель является одной из ключевых в будущих версиях пикотехнологии 3D, поэтому является Ноу-Хау Лаборатории Наномир.