طريقة سريعة لأخذ عينات من مساحة هيكل البروتين الحقيقي

يتم الإبلاغ عن برنامج حاسوبي سريع، FOLDTRAJ، لتوليد هياكل بروتينية عشوائية معقولة. يتم تصنيع بروتينات جميع الذرات مباشرة في مساحة ثلاثية الأبعاد مستمرة بدءًا من التسلسل الأساسي باستخدام طريقة البناء الموجه من N إلى C. تستخدم الطريقة نهج إضافة بقايا مُسلسل جديد يتم فيه بناء الجزء الأمامي من البروتين ثلاث بقايا في كل مرة لتحقيق هندسة بروتين مثالية، بما في ذلك وضع البروتين السيستي. تمثل طرق البناء مسألة تقليدية من N جسم، يُتوقع أن تتوسع كـ N(2). عندما تصبح البروتينات أكثر انطواءً، فإن طرق البناء تكون عرضة لمشكلات التراجع والتي يمكن أن تتوسع بشكل أُسّي مع عدد البقايا المطلوبة للخروج من المشي المحاصَر. لقد قدمنا حلولاً لهذين المشكلتين، باستخدام شجرة ثنائية متعددة الاتجاهات تجعل من مسألة تفتيش القفزات تتوسع كـ NlogN، وتسريع الرجوع من خلال تغيير عدد المحاولات قبل التراجع استنادًا إلى المساحة الهيكلية المتاحة. لا يعتمد FOLDTRAJ على طاقات الطاقة، بخلاف تلك الضمنية في الخصائص الهندسية المستمدة من الدراسات الإحصائية للهياكل المعروفة، وفي أشعة فان دير فال الذرية. تُظهر نتائج WHAT-CHECK أن البرنامج يولد بروتينات صالحة كيراليًا وبدنيًا مع جميع أطوال الروابط، والزوايا والديهدرا في حدود التفاوت المسموح بها. عادة ما تحتوي الهياكل العشوائية المبنية باستخدام تسلسلات من ملفات PDB 1SEM، 2HPR، و 1RTP على 5-15% من المحتوى الحلزوني alpha (وفقًا لـ DSSP) ونحو 20% من المحتوى للشرائح/ الممتدة beta. تتم مقارنة تجميعات الهياكل العشوائية مع نظرية البوليمر والمسافات المحددة تجريبيًا لنقل الطاقة عبر الرنين الفلوري. تقوم تجميعات الهياكل ذات الحجم المناسب بأخذ عينات من معظم المساحة الهيكلية المتاحة للبروتينات. الطريقة قادرة أيضًا على إعادة بناء البروتين باستخدام متجهات اتجاه Calpha--Calpha، وتتنافس بشكل جيد مع الطرق التي تعيد بناء هياكل البروتين بناءً على إحداثيات الكربون alpha، حيث يبلغ الانحراف المعياري الجذري للهيكل و Cbeta متوسطه 0.63 Å لتسعة طيات بروتينية مختلفة. البروتينات 2000؛39:112-131.