Приняты тезисы на конференцию "ДНК-2020"
Тема доклада: 3D генетический код.
Докладчик: Кушелев А.Ю.
Организация: Общественая лаборатория Наномир, Дмитров, Россия
e-mail: kushelev20120@yandex.ru
Пикотехнологические модели аминокислот [41,39,27] помогли открыть 3D генетический код [27] в 1992-ом году. В таблице 3D генетического кода каждому триплету кодирующей нуклеотидной последовательности соответствует не только аминокислота, но и вариант её установки в растущую структуру белка. Например, триплет GGC кодирует глицин в составе альфа-спирали, GGA – глицин в составе бета-спирали, GGG – глицин в составе 310-спирали, GGT – глицин в составе пи-спирали. Для проверки таблицы 3D генетического кода оказалось достаточным знать расположение дисульфидных мостиков в структурах белков. Вероятность случайного замыкания модели фрагмента белка через дисульфидный мостик ничтожна, а для большого набора моделей фактически исключена. Дополнительным подтверждением существования 3D генетического кода является сильная корреляция результатов, полученных по таблице 3D генетического кода с данными РСА [27,1]. и КД. С помощью таблицы 3D генетического кода и системы BLAST Protein удалось найти ряд антигомологов типа «биназа-барназа». Нашлись десятки белков, содержащих протяженные участки поливалина, полиглицина, полисерина, полипролина, полиглутамина и т.д, и т.п., которые имеют разные вторичные структуры. Например, первичная структура у всех белков VVVVVVVVV…, а вторичные структуры разные, т.е. один белок-поливалин представляет собой прямую альфа-спираль, другой – прямую пи-спираль, третий – 310-спираль, четвертый – бета-спираль. РСА практически не позволяет отличить альфа-спираль от пи-спирали, но с помощью метода кругового дихроизма (КД) это возможно и является подтверждением существования 3D генетического кода «мокрым» экспериментом.
В процессе исследования обнаружились необычные регулярные структуры, в частности, поливалина. Например, вместо альфа-, 310-, пи-, бета-кодов встречается повторяющаяся последовательность. Например, альфа-пи-альфа-пи-альфа-пи… В таком случае рибосома формирует не фундаментальную, а программную спираль белка, у которой может быть любое число аминокислотных остатков на виток и любой шаг спирали. Более того, это может быть вообще не спираль, а так называемая вязь, которая похожа, например, на вязаный шарф, где нить образует петли и на обратном пути проходит через эти петли, образуя «вязанную» белковую ткань. Последовательность 3D кодов может быть фрактальной, т.е. альфа-альфа-альфа-альфа-пи-альфа-альфа-альфа-альфа-пи-. В таком случае рибосома строит фрактальную программную спираль, например, из коротких участков альфа-спиралей. Встречаются фрактальные спирали, состоящие из чередующихся участков альфа- и пи-спиралей, альфа- и бета-спиралей и т.д. Это приводит к образованию гигантских по масштабам микромира спиральных конструкций. Изучая гигантские фрактальные программные спирали удалось обнаружить подвижные мембраны, например, из пролинов, образующих заход фрактальной спирали. Пролин обладает дополнительной степенью свободы на изгиб. Если в программной спирали повторяются участки, например, по 4 пролина, то формируется заход фрактальной спирали шириной в 4 Pro и длиной в десятки фундаментальных спиралей. Это напоминает спиральную лестницу с шириной ступени в 4 Pro и числом ступеней в несколько десятков. Но в отличие от жестких ступеней, пролиновые ступени, а значит и вся пролиновая винтовая часть лестницы, оказывается мембраной, которая может вибрировать на гиперзвуковой частоте. Мощность такого фрактального активного центра белка может в сотни раз превосходить гиперзвуковую акустическую мощность простого активного центра. Если же эта фрактальная спираль сопряжена по форме со спиралью ДНК/РНК, то она может дистанционно управлять состоянием ступеней ДНК.
С помощью программы Picotech 3D, в основе которой лежит таблица 3D генетического кода и пикотехнологические модели аминокислот, удалось обнаружить несколько белков, форма которых сопряжена с формой ДНК на длине до 25 ступеней ДНК.
В 2017-ом году был запущен онлайн-сервис по определению белковых структур. Геномная версия программы Picotech 2D позволяет определять вторичные структуры целыми геномами, в частности, все 110 000 структур белков человека были определены с помощью геномной версии программы Picotech 2D за неделю на двух персональных компьютерах. Во время этого исследования были обнаружены несколько невероятных белковых структур. В частности, гигантская фрактальная спираль нейробластомы.
