O le faʻamaʻi COVID-19 o loʻo iai nei ua faʻatupuina ai le tele o faʻafitauli na fiafia ai tagata taʻavale e osofaʻia. Mai talipupuni mata lolomi 3D ma ufimata faʻafomaʻi faʻafomaʻi i le suia o se masini faʻapipiʻi atoa, o le tafe o manatu sa musuia ma faʻamafanafana loto. I le taimi lava e tasi, sa i ai taumafaiga e agai i luma i se isi vaega: i suʻesuʻega e faʻatatau i le faʻafefeina o le siama lava ia.
E foliga mai, o le mea sili e mafai ona taofia ai le faʻamaʻi o loʻo i ai nei ma faʻateʻaina uma o loʻo mulimuli mai o loʻo taoto i se auala e taumafai e oʻo i le aʻa o le faʻafitauli. O le auala lenei "iloa lou fili" o loʻo faʻaaogaina e le Folding@Home komepiuta poloketi. E faitau miliona tagata ua sainia i le poloketi ma o loʻo foaʻi atu nisi o malosiaga faʻagaioiga o latou gaosiga ma GPU, ma faʻatupuina ai le supercomputer sili ona tele [tufatufaina] i le talafaasolopito.
Ae o le a tonu le mea e faʻaoga uma ai nei exaflops? Aisea e tatau ai ona lafo le mana faakomepiuta faapena i ? O le a le ituaiga biochemistry o loʻo galue iinei, aisea e manaʻomia ai le gaugau o polotini? Ole fa'amatalaga vave lea ole gaugau polotini: ole a lea mea, pe fa'afefea ona tupu, ma pe aisea e taua ai.
Muamua, o le mea e sili ona taua: aisea e manaʻomia ai polotini?
O polotini o ni fausaga taua. Latou te le gata ina tuʻuina atu mea faufale mo sela, ae avea foi ma enzyme catalysts mo toetoe lava o gaioiga uma o meaola. Squirrels, ia latou poʻo , o filifili uumi , o loʻo iai i se faʻasologa patino. O galuega a polotini e fuafua pe o fea amino acids o loʻo i ai i nisi nofoaga i luga o le porotini. Afai, mo se faʻataʻitaʻiga, e manaʻomia e se polotini e fusifusia i se mole mole e molia lelei, e tatau ona faʻatumu le nofoaga faʻapipiʻi i amino acids e le lelei le molia.
Ina ia malamalama pe faʻapefea ona maua e polotini le fausaga e fuafua ai a latou galuega, e manaʻomia ona tatou vaʻavaʻai i faʻavae o le biology mole ma le tafe o faʻamatalaga i totonu o le sela.
Gaosiga, po'o polotini e amata i le faagasologa . I le taimi o tusitusiga, o le DNA double helix, lea o loʻo i ai faʻamatalaga faʻamatalaga o le sela, e faʻamalo se vaega, ma faʻatagaina ai faʻavae nitrogen o le DNA e avanoa i se enzyme e taʻua. . O le galuega a le RNA polymerase o le faia lea o se kopi RNA, poʻo se tusitusiga, o se kene. O le kopi lenei o se gene e taʻua (mRNA), o se mole mole e tasi e lelei mo le puleaina o fale gaosi porotini intracellular, o lo'o galulue i le gaosiga, po'o polotini.
Ribosomes e pei o masini faʻapipiʻi - latou te ave le mRNA template ma faʻafetaui i isi vaega laiti o le RNA, (tRNA). O tRNA ta'itasi e lua vaega fa'agaoioi - o se vaega o fa'avae e tolu e ta'ua , lea e tatau ona fetaui ma codons tutusa o le mRNA, ma se nofoaga mo le fusifusia o se amino acid patino mo lenei. . I le taimi o le faaliliuga, o le tRNA mole i totonu o le ribosome e taumafai e fusifusia i le mRNA e faʻaaoga ai anticodons. Afai e manuia, o le tRNA molecule e faʻapipiʻi lona amino acid i le muamua, ma fausia ai le isi soʻotaga i le filifili o amino acids ua faʻapipiʻiina e le mRNA.
O lenei faasologa o amino acids o le tulaga muamua lea o le protein structural hierarchy, o le mea lea ua taʻua ai. . O le fausaga atoa e tolu-dimensional o se porotini ma ana galuega tauave e maua saʻo mai le fausaga muamua, ma faʻalagolago i mea eseese o amino acids taʻitasi ma a latou fegalegaleaiga ma le tasi. A aunoa ma nei mea kemikolo ma fegalegaleaiga amino acid, o le a latou tumau laina laina e aunoa ma se fausaga tolu-dimensional. E mafai ona iloa lenei mea i taimi uma e te kukaina ai mea'ai - i lenei faiga o loʻo i ai le vevela fa'atulagaina o polotini e tolu-dimensional.
O noataga umi o vaega polotini
O le isi tulaga o le fausaga tolu-dimensional, alu i tua atu o le muamua, na tuuina atu i ai se igoa atamai . O lo'o aofia ai so'oga hydrogen i le va o amino acids o lo'o fa'atino vavalalata. O le autu autu o nei fegalegaleaiga faʻamautuina e oʻo mai i mea e lua: и . O le alpha helix e fausia ai le vaega fa'apipi'i mau o le polypeptide, ae o le pepa beta e fausia ai le lamolemole, lautele lautele. O faʻavae uma e lua o loʻo i ai uma faʻatulagaga ma mea faʻaoga, e faʻatatau i uiga o latou amino acids. Mo se faʻataʻitaʻiga, afai o le alpha helix e aofia ai le hydrophilic amino acids, pei poʻo , ona foliga mai ai lea o le a auai i le faʻafefe o le vai.
Alpha helices ma pepa beta i polotini. E fa'atupu fa'atasiga o le hydrogen a'o fa'aalia le porotini.
O nei fausaga e lua ma a latou tuufaatasiga e fausia ai le isi tulaga o le fausaga o porotini - . E le pei o vaega faigofie o le fausaga lona lua, o le fausaga maualuga e tele lava ina a'afia ile hydrophobicity. O totonugalemu o le tele o polotini o loʻo i ai ni amino acids maualuga, pei ole poʻo , ma o le vai e le aofia ai iina ona o le "gaʻo" natura o radicals. O nei fausaga e masani ona aliali mai i polotini transmembrane o loʻo faʻapipiʻi i totonu o le lipid bilayer membrane o loʻo siomia ai sela. O vaega hydrophobic o polotini e tumau pea le thermodynamically mautu i totonu o le ga'o vaega o le membrane, ae o vaega hydrophilic o le porotini o loʻo faʻaalia i le siosiomaga vai i itu uma e lua.
E le gata i lea, o le mautu o fausaga maualuga e faʻamautinoaina i sootaga umi i le va o amino acids. O se faʻataʻitaʻiga masani o ia fesoʻotaʻiga o , e masani ona tupu i le va o le lua cysteine radicals. Afai na e sogisogi i se mea e pei o ni fuamoa pala i totonu o le lauulu lauulu i le taimi o se faʻataʻitaʻiga i luga o le lauulu o le tagata o tausia, o lona uiga o se vaega o le denaturation o le fausaga maualuga o le keratin o loʻo i totonu o le lauulu, lea e tupu e ala i le faʻaitiitia o fusi o le disulfide ma le fesoasoani o le sulfur-containing fa'afefiloi.
O le fausaga tulaga maualuga e fa'amautu e ala i fegalegaleaiga umi e pei ole hydrophobicity po'o le disulfide bond
E mafai ona tupu sootaga o le disulfide i le va radicals i le filifili polypeptide tutusa, poʻo le va o cysteine mai filifili atoatoa eseese. Fegalegaleaiga i le va o filifili eseese e fai tulaga o le fausaga o porotini. O se faʻataʻitaʻiga sili ona lelei o le fausaga quaternary o ua i lou toto. O mole hemoglobin taʻitasi e aofia ai globins tutusa e fa, vaega o le porotini, o ia mea taʻitasi o loʻo umia i se tulaga faʻapitoa i totonu o le polypeptide e alalaupapa disulfide, ma e fesoʻotaʻi foi ma se mole mole heme o loʻo i ai le uʻamea. O globins uma e fa e fesoʻotaʻi e alalaupapa intermolecular disulfide, ma o le mole mole atoa e fusifusia i le tele o mole o le ea i le taimi e tasi, e oʻo atu i le fa, ma e mafai ona faʻamalolo pe a manaʻomia.
Fa'ata'ita'iga fausaga i le sailiga o se fofo mo fa'ama'i
O filifili polypeptide e amata ona gaugau i o latou foliga mulimuli i le taimi o le faaliliuga, a'o alu ese le filifili tuputupu a'e mai le ribosome, e pei lava o se fasi uaea e manatua-alloy e mafai ona faia ni foliga lavelave pe a vevela. Ae ui i lea, e pei ona masani ai i le biology, e le faigofie mea.
I le tele o sela, o kenera ua fa'aliliuina e faia ni suiga tele a'o le'i fa'aliliuina, e matua'i suia ai le fausaga autu o le porotini pe a fa'atusatusa i le fa'asologa mama o le kene. I lenei tulaga, e masani ona faʻaaogaina e le au faʻaliliuga le fesoasoani a molecular chaperones, polotini e fusifusia le tumau i le filifili polypeptide nascent ma taofia ai mai le faʻaogaina o soʻo se faiga vavalalata, lea o le a le mafai ai ona latou agai i luma i le mea mulimuli.
Pau lava le mea e fai atu ai o le vavalo o foliga mulimuli o se polotini e le o se galuega faatauvaa. Mo le tele o tausaga, na o le pau lava le auala e suʻesuʻe ai le fausaga o polotini e ala i metotia faʻaletino e pei ole X-ray crystallography. E le'i o'o i le taufa'ai'ui'uga o le 1960s na amata fausia ai e chemists biophysical fa'ata'ita'iga fa'akomepiuta ole gaugau polotini, ma fa'amuamua ile fa'ata'ita'iina o fausaga lona lua. O nei metotia ma o latou tupuaga e manaʻomia ai le tele o faʻamatalaga faʻapipiʻi faʻaopoopo i le fausaga muamua - mo se faʻataʻitaʻiga, laulau o faʻamau faʻamau amino acid, lisi o le hydrophobicity, setete molia, ma e oʻo lava i le faʻasaoina o le fausaga ma galuega i luga o taimi faʻasolosolo - mea uma ina ia mafai ai. mate le mea o le a tupu e pei o le polotini mulimuli.
O auala fa'akomepiuta i aso nei mo le va'aiga o fausaga lona lua, e pei o i latou o lo'o tamo'e i luga ole feso'ota'iga Folding@Home, e galue pe tusa ma le 80% le sa'o-lea e lelei tele pe a fua i le lavelave o le fa'afitauli. O faʻamatalaga e faia e faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga i polotini e pei o le SARS-CoV-2 spike protein o le a faʻatusatusa i faʻamaumauga mai suʻesuʻega faʻaletino o le siama. O le iʻuga, o le a mafai ona maua le faʻatulagaina tonu o le porotini ma, masalo, malamalama pe faʻafefea ona pipii le siama i tali. o se tagata o loʻo i totonu o le manava e tau atu i totonu o le tino. Afai e mafai ona tatou iloa lenei fausaga, atonu e mafai ona tatou maua ni vailaʻau e poloka ai le fusifusia ma puipuia ai faʻamaʻi.
O suʻesuʻega gaugau polotini o le fatu lea o lo tatou malamalama i le tele o faʻamaʻi ma faʻamaʻi e tusa lava pe tatou te faʻaogaina le Folding@Home network e iloa ai pe faʻafefea ona faʻatoʻilaloina le COVID-19, lea na tatou vaʻaia ua paʻu i le tuputupu aʻe talu ai nei, e manumalo le upega tafaʻilagi. aua le paie mo se taimi umi. Ose meafaigaluega su'esu'e e fetaui lelei mo le su'esu'eina o le polotini o lo'o mafua ai le tele o fa'ama'i fa'aletonu o le polotini, e pei o le fa'ama'i o le Alzheimer po'o le fa'ama'i eseese o le Creutzfeldt-Jakob, e masani ona ta'u sese le ma'i povi vale. Ma a faʻafuaseʻi ona aliali mai se isi siama, o le a tatou sauni e toe tauina.
puna: www.habr.com