На главную ДЛЯ НОВИЧКОВДЛЯ НОВИЧКОВ СОБЫТИЯ КАРТА САЙТА ПРЕСС-СЛУЖБА
ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ ДАТЫ ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ О ПРОЕКТЕ
ДЛЯ ИНВЕСТОРОВДЛЯ ИНВЕСТОРОВ КОМПАНИИ ГОСТЕВАЯ НАГРАДЫ
SWITCH TO ENGLISH СТАТЬИСТАТЬИ БАЗА ДАННЫХ ФОРУМ КОНТАКТЫ
поиск по сайту  
подписка  



 

П Р О Т Е О М И К А

Протеомика - недавно появившееся направление молекулярной биологии, занимающееся сравнительным изучением клеточных протеомов т.е. наборов белков данной клетки в данной фазе ее развития в определенный момент времени.

В клетках любых организмов, будь это бактерия или человек, никогда не происходит экспрессия (т.е. выражение) всех имеющихся в наличии генов, а лишь части из них. Заключительной стадией генной экспрессии является образование биологически активного генного продукта, которым в подавляющем большинстве случаев является белок. Белки или протеины (отсюда протеом) способны выполнять в клетке и многоклеточном организме в целом самые разнообразные биологические функции: быть ферментами, ростовыми гормонами, рецепторными и регуляторными белками и т.д. При этом общий состав клеточных белков постоянно меняется в зависимости от фазы цикла клеточного деления, тканевой принадлежности и стадии дифференцировки в случае многоклеточных организмов, внешних воздействий и т.д. Кроме того, помимо набора, меняется еще и количество белков: от нескольких молекул до нескольких тысяч на клетку. Основной задачей протеомики является предсказание функциональной роли отдельных белков путем экспериментального сопоставления их качественного и количественного состава в клетке на разных стадиях и в разных состояниях ее развития. Помимо этого, в задачу протеомики входит установление взаимосвязи между структурой белка и его функциями, что вплотную сближает это направление с функциональной геномикой (см. раздел "Геномика").

В настоящее время, в связи с завершением работ по первичному установлению нуклеотидной последовательности геномов ряда организмов (включая человека), особую актуальность приобрела задача использования полученной при этом информации для детального понимания функционирования живой материи на молекулярном уровне.

Поскольку биологическая функция закодированных в геномах белков определяется прежде всего их пространственным (трехмерным) строением ,то задача определения закономерностей фолдинга белка (т.е. складывания полипептидной цепи в функционально активную трехмерную структуру) исходя из закодированной в гене его аминокислотной последовательности является сейчас центральной. Понимание механизмов фолдинга также важно для биотехнологии и развития белковой инженерии. Кроме того, возникновение многих нейродегенеративных заболеваний у человека и животных (наиболее яркий пример - коровье бешенство) связано с наличием в их организме прионов - белков с ненормальным фолдингом.

На данный момент существует несколько основных методов предсказания пути фолдинга и трехмерной структуры белков.

Первый из них, называемый моделированием по гомологии первичной структуры, заключается в сравнении аминокислотных последовательностей моделируемого белка и белков с экспериментально установленным пространственным строением (т.н. шаблонных белков). Основным ограничением этого подхода является наличие хотя бы 25%-30% идентичности аминокислотных последовательностей моделируемых и шаблонных белков, что выполняется обычно только в ряду эволюционно и функционально родственных белков.

В основе второго подхода, получившего название "протягивание нити" (threading), лежит предположение, что одинаковый путь фолдинга могут иметь белки и с негомологичными аминокислотными последовательностями. Основное преимущество этого подхода перед предыдущим заключается в возможности проводить надежное моделирование пространственного строения белков даже при отсутствии какой-либо гомологии первичной последовательности с белками-шаблонами.

Таким образом, два обозначенных выше способа теоретического предсказания трехмерной структуры белков основаны на статистической обработке огромного объема молекулярно-биологических данных. При этом часто используются нейронные сети, обученные на богатом эмпирическом материале.

Еще один интересный подход предсказания пространственной структуры белков был предложен в работах российских ученых: Л. Меклера и Р. Идлис. Метод основан на отказе от принципа "объемного распознавания" аминокислотными остатками друг друга в молекуле белка и предположении существования линейной стереохимической комплиментарности аминокислотных остатков. На основе разработанной теории авторами был предложен и довольно успешно опробован на нескольких объектах (белки: репрессор Cro, тахиплезин, лизоцим) алгоритм предсказания пространственной структуры белков.

В заключение следует отметить, что "проблема фолдинга" до сих пор является одной из самых сложных и трудно решаемых задач современной молекулярной биологии. К сожалению, без ее решения невозможно в полной мере воспользоваться последними достижениями биологии для решения практических вопросов (медицина, сельское хозяйство и т.д.). Именно поэтому протеомика становится первоочередным направлением в биологических исследованиях. Недавно консорциум ведущих биотехнологических компаний ("Celera Genomics", "Proteome Sciences" и "Roche") объявил о создании Human Proteome Organisation (HUPO). Цель проекта "Протеом человека" - построение всеобъемлющей базы данных по белкам человеческого организма. В проекте также участвуют такие известные исследовательские центры как Harvard Medical School, University of Michigan, Scripps Research Institute, University of Utrecht, University of Tokyo и London's Imperial College School of Medicine.

Ссылки по теме:
  • http://wwwmgs.bionet.nsc.ru/ - сервер Лаборатории Теоретической Генетики Сибирского отделения РАН.
  • http://isir.ras.ru/ - Интегрированная система Информационных Ресурсов Российской Академии Наук.
  • http://www.viniti.msk.su/ - Всероссийский Институт Научной и Технической Информации (ВИНИТИ РАН).
  • http://www.ibch.ru/ - Институт Биоорганической Химии РАН.
  • http://www.psn.ru/ - Пущинский Научный Центр РАН.
  • http://cmm.info.nih.gov/modeling/ - сервер Центра моделирования Молекул. Моделирование молекулярных структур: нуклеиновые кислоты, белки, низкомолекулярные соединения.
  • http://www.rcsb.org - база данных по трехмерным структурам белков (PDB).
  • www.genebio.com - сайт компании GeneBio (Geneva Bioinformatics S.A.), распространяющей информацию из протеомных баз данных: SWISS-PROT, PROSITE, SWISS-2DPAGE и соответствующие программные приложения, разработанные в Институте по Биоинформатике Швейцарии (Swiss Institute of Bioinformatics).


Rusbiotech™
Copyright © 2000-2003 Rusbiotech
designed by Интерруссофт © 2003