Seoa sa hajoale sa COVID-19 se bakile mathata a mangata ao linokoane li thabetseng ho a hlasela. Ho tloha ho lithebe tsa sefahleho tse hatisitsoeng tsa 3D le limaske tsa bongaka tse entsoeng hae ho nkela mochini o kenang moea o felletseng, phallo ea mehopolo e ne e khothatsa ebile e futhumatsa pelo. Ka nako e ts'oanang, ho ne ho e-na le boiteko ba ho tsoela pele sebakeng se seng: lipatlisisong tse reretsoeng ho loantša kokoana-hloko ka boeona.
Kamoo ho bonahalang kateng, monyetla o moholo oa ho emisa seoa sa hona joale le ho feta tse ling tsohle tse latelang ke mokhoa o lekang ho fihlela motso oa bothata. Mokhoa ona oa "tseba sera sa hau" o nkuoa ke morero oa komporo ea Folding@Home. Batho ba limilione ba ingoliselitse morero ona 'me ba fana ka matla a mang a ho sebetsa a li-processor tsa bona le li-GPU, kahoo ba thehile k'homphieutha e kholo ka ho fetisisa [e abuoang] historing.
Empa hantle-ntle li-exaflops tsee kaofela li sebelisetsoa eng? Hobaneng ho hlokahala ho lahlela matla a joalo a komporo ho ? Ke mofuta ofe oa biochemistry o sebetsang mona, ke hobane'ng ha liprotheine li hloka ho phutha ho hang? Mona ke kakaretso e potlakileng ea ho mena ha protheine: hore na ke eng, e etsahala joang, le hore na ke hobane'ng ha e le bohlokoa.
Ntlha ea pele, ntho ea bohlokoa ka ho fetisisa: ke hobane'ng ha liprotheine li hlokahala?
Liprotheine ke likarolo tsa bohlokoa. Ha li fane feela ka thepa ea ho haha lisele, empa hape li sebetsa e le li-catalyst tsa enzyme bakeng sa hoo e batlang e le karabelo eohle ea biochemical. Li-squirrels, ekaba tsona kapa , ke liketane tse telele , e fumanehang ka tatellano e itseng. Mesebetsi ea liprotheine e khethoa ke hore na li-amino acid li teng libakeng tse itseng tsa protheine. Haeba, ka mohlala, protheine e hloka ho tlama molek'hule e qosoang hantle, sebaka se tlamang se tlameha ho tlatsoa ka li-amino acid tse qosoang hampe.
Ho utloisisa hore na liprotheine li fumana sebopeho se khethollang mosebetsi oa tsona joang, re hloka ho hlahloba lintlha tsa motheo tsa biology ea limolek'hule le phallo ea tlhahisoleseling seleng.
Tlhahiso, kapa protheine e qala ka ts'ebetso . Nakong ea ho ngoloa, DNA double helix, e nang le tlhahisoleseding ea liphatsa tsa lefutso ea sele, e phutholoha hanyenyane, e lumellang metheo ea nitrogen ea DNA hore e fumanehe ho enzyme e bitsoang. . Mosebetsi oa RNA polymerase ke ho etsa kopi ea RNA, kapa transcript, ea lefutso. Kopi ena ea lefutso e bitsoang (mRNA), ke molek'hule e le 'ngoe e loketseng ho laola lifeme tsa protheine tsa intracellular, ba sebetsanang le tlhahiso, kapa liprotheine.
Li-Ribosome li sebetsa joalo ka mechini ea kopano - li nka template ea mRNA ebe e e bapisa le likotoana tse ling tsa RNA, (tRNA). tRNA ka 'ngoe e na le libaka tse peli tse sebetsang - karolo ea metheo e meraro e bitsoang , e tlamehang ho lumellana le li-codon tsa mRNA, le sebaka sa ho tlama amino acid e khethehileng bakeng sa sena. . Nakong ea phetolelo, limolek'hule tsa tRNA tse ka har'a ribosome li leka ho tlama ho mRNA li sebelisa li-anticodon. Haeba e atlehile, molek'hule ea tRNA e hokela amino acid ea eona ho e fetileng, e etsa sehokelo se latelang letotong la li-amino acid tse kentsoeng ke mRNA.
Tatelano ena ea li-amino acid ke boemo ba pele ba protheine structural hierarchy, ke ka hona e bitsoang. . Sebopeho sa li-dimensional tse tharo tsa protheine le mesebetsi ea eona li tsoa ka ho toba mohahong o ka sehloohong, 'me li itšetlehile ka thepa e sa tšoaneng ea e' ngoe le e 'ngoe ea li-amino acid le likamano tsa tsona le tse ling. Ntle le lisebelisoa tsena tsa lik'hemik'hale le litšebelisano tsa amino acid, li ne li tla lula li latellana ka mela ntle le sebopeho sa mahlakore a mararo. Sena se ka bonoa nako le nako ha u pheha lijo - ts'ebetsong ena ho na le mocheso sebopeho sa likarolo tse tharo tsa liprotheine.
Litlamo tsa nako e telele tsa likarolo tsa protheine
Boemo bo latelang ba mohaho o nang le mahlakore a mararo, ho fetela ka nģ'ane ho oa pele, bo ile ba fuoa lebitso le bohlale . E kenyelletsa litlamo tsa haedrojene lipakeng tsa li-amino acid tsa ketso e batlang e le haufi. Taba ea mantlha ea litšebelisano tsena tsa botsitso e theohile linthong tse peli: и . Alpha helix e etsa sebaka se tiisitsoeng sa polypeptide, ha leqephe la beta le etsa sebaka se boreleli, se sephara. Libopeho tsena ka bobeli li na le sebopeho le ts'ebetso, ho ipapisitse le litšobotsi tsa li-amino acid tsa tsona. Ka mohlala, haeba alpha helix e na le haholo-holo ea hydrophilic amino acid, joalo ka kapa , joale e ka 'na ea e-ba le karolo ho liphetoho tse nang le metsi.
Alpha helices le maqephe a beta ka liprotheine. Litlamo tsa hydrogen li theha nakong ea polelo ea protheine.
Mehaho ena e 'meli le metsoako ea eona e theha boemo bo latelang ba sebopeho sa protheine - . Ho fapana le likhechana tse bonolo tsa sebopeho sa bobeli, sebopeho sa thuto e phahameng se susumetsoa haholo ke hydrophobicity. Litsi tsa liprotheine tse ngata li na le li-amino acid tse ngata tsa hydrophobic, joalo ka kapa , 'me metsi ha a kenyelletsoe moo ka lebaka la tlhaho ea "greasy" ea li-radicals. Mehaho ena hangata e hlaha ka har'a liprotheine tsa transmembrane tse kentsoeng ka har'a lipid bilayer membrane e potolohileng lisele. Libaka tsa hydrophobic tsa liprotheine li lula li tsitsitse ka har'a karolo e mafura ea lera, ha libaka tsa hydrophilic tsa protheine li pepesehetse tikoloho ea metsi ka mahlakoreng ka bobeli.
Hape, botsitso ba meaho ea thuto e phahameng bo netefatsoa ke maqhama a nako e telele lipakeng tsa li-amino acid. Mohlala oa khale oa likhokahano tse joalo ke , hangata e etsahala pakeng tsa li-cysteine radicals tse peli. Haeba u ne u utloa ntho e kang mahe a bolileng ka har'a salon ea moriri nakong ea ts'ebetso ea perm holim'a moriri oa bareki, joale sena e ne e le tlhaloso e fokolang ea sebopeho sa thuto e phahameng ea keratin e nang le moriri, e hlahang ka ho fokotseha ha litlamo tsa disulfide. thuso e nang le sebabole metsoako.
Sebopeho sa thuto e phahameng se tsitsisoa ke litšebelisano tsa nako e telele joalo ka hydrophobicity kapa disulfide bond.
Litlamo tsa Disulfide li ka etsahala pakeng tsa li-radicals ka ketane e tšoanang ea polypeptide, kapa lipakeng tsa li-cysteine tse tsoang liketane tse fapaneng tse felletseng. Likamano lipakeng tsa liketane tse fapaneng li theha boemo ba sebopeho sa protheine. Mohlala o babatsehang oa sebopeho sa quaternary ke e mading a hao. Molek’hule ka ’ngoe ea hemoglobin e na le liglobin tse ’nè tse tšoanang, likarolo tsa protheine, tseo e ’ngoe le e ’ngoe ea tsona e tšoaretsoeng sebakeng se itseng ka har’a polypeptide ka marokho a disulfide, ’me e boetse e amahanngoa le molek’hule oa heme o nang le tšepe. Li-globin kaofela tse ’nè li hokahantsoe ke marokho a intermolecular disulfide, ’me molek’hule kaofela o tlamella limolek’hule tse ’maloa tsa moea hang-hang, ho fihlela ho tse ’nè, ’me o khona ho li lokolla kamoo ho hlokahalang kateng.
Ho etsa mohlala ho batla pheko ea mafu
Liketane tsa polypeptide li qala ho phutha sebopeho sa tsona sa ho qetela nakong ea phetolelo, ha ketane e ntseng e hola e tsoa ka har'a ribosome, joalo ka terata ea memori-alloy e ka nka libopeho tse rarahaneng ha e futhumatsoa. Leha ho le joalo, joalo ka kamehla ho baeloji, lintho ha li bonolo hakaalo.
Liseleng tse ngata, liphatsa tsa lefutso tse ngotsoeng li ba le liphetoho tse ngata pele li fetolela, ho fetola haholo sebopeho sa protheine ha se bapisoa le tatellano e hloekileng ea lefutso. Tabeng ena, mekhoa ea ho fetolela hangata e kopa thuso ea li-chaperones tsa limolek'hule, liprotheine tse tlamang ka nakoana ketane ea polypeptide e sa tsoa tsoaloa le ho e thibela ho nka mofuta ofe kapa ofe oa bohareng, oo ka nako eo ba ke keng ba khona ho fetela ho ea ho qetela.
Sena sohle se bolela hore ho bolela esale pele sebōpeho sa ho qetela sa protheine hase mosebetsi o monyenyane. Ka lilemo tse mashome, mokhoa o le mong feela oa ho ithuta sebopeho sa liprotheine e ne e le ka mekhoa ea 'mele e kang X-ray crystallography. E bile ho elella bofelong ba lilemo tsa bo-1960 moo litsebi tsa k'hemistri ea biophysical li ileng tsa qala ho theha mefuta ea likhomphutha tsa ho mena liprotheine, haholo-holo li shebane le mohlala oa sebopeho sa bobeli. Mekhoa ena le litloholo tsa tsona li hloka lintlha tse ngata tse kenyellelitsoeng ho kenyelletsa sebopeho sa mantlha - mohlala, litafole tsa li-angles tsa amino acid bond, manane a hydrophobicity, linaha tse qosoang, esita le paballo ea sebopeho le ts'ebetso ho latela maemo a ho iphetola ha lintho - tsohle molemong oa ho nahana se tla etsahala shebahala joaloka protheine ea ho qetela.
Mekhoa ea kajeno ea khomphutha bakeng sa ho bolela esale pele sebopeho sa bobeli, joalo ka tse sebetsang marang-rang a Folding@Home, e sebetsa ka nepo e ka bang 80% - e leng ntho e ntle haholo ha ho nahanoa ka ho rarahana ha bothata. Lintlha tse hlahisoang ke mefuta e boletsoeng esale pele ea liprotheine tse kang SARS-CoV-2 spike protein li tla bapisoa le lintlha tse tsoang lithutong tsa 'mele tsa vaerase. Ka lebaka leo, ho tla khonahala ho fumana sebopeho se nepahetseng sa protheine mme, mohlomong, ho utloisisa hore na kokoana-hloko e khomarela li-receptors joang. motho ya boemong ba tsela ya ho hema e lebisang mmeleng. Haeba re ka tseba sebopeho sena, re ka khona ho fumana lithethefatsi tse thibelang ho tlama le ho thibela tšoaetso.
Patlisiso ea ho mena protheine ke khubu ea kutloisiso ea rona ea mafu le ts'oaetso tse ngata hoo leha re sebelisa marang-rang a Folding@Home ho fumana mokhoa oa ho hlola COVID-19, eo re e boneng e phatloha ka kholo morao tjena, marang-rang a ke keng a hlola. ho se sebetse nako e telele. sebetsa. Ke thulusi ea ho etsa lipatlisiso e loketseng hantle bakeng sa ho ithuta mekhoa ea liprotheine e bakang mafu a mangata a bakoang ke protheine e fosahetseng, a kang lefu la Alzheimer kapa lefu la Creutzfeldt-Jakob, leo ka phoso le bitsoang mad cow disease. ’Me ha kokoana-hloko e ’ngoe e hlaha ka mokhoa o ke keng oa qojoa, re tla be re itokiselitse ho qala ho e loantša hape.
Source: www.habr.com