Исследование ученых из МФТИ поможет ускорить разработку новых лекарств от болезней, вызванных ошибочными белковыми взаимодействиями.
Математики и биологи, представляющие МФТИ и университет Стони Брук, разработали метод быстрого и точного предсказания строения «сцеплений» белков в клетках. Новый подход позволяет моделировать взаимодействия белков на уровне генома и приведет к разработке новых лекарств от болезней, вызванных ошибочными белковыми взаимодействиями. Статья ученых опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA.

Задача ученых — из всех возможных вариантов расположения двух больших молекул относительно друг друга получить такую, которая существует в реальном мире, показать, как будет выглядеть «стыковка» двух белков с известной структурой. Если провести аналогию с конструктором типа «Лего», вычислительную сложность такой операции можно сравнить с составлением всех возможных пар из 10 тысяч начальных блоков конструктора.

Идея исследователей состояла в том, чтобы представить белки как сочетание «квантовых поверхностей» — некоторых блоков, описываемых математическим аппаратом квантовой механики. Такой подход позволяет одновременно рассчитывать взаимодействие многих пар белковых участков между собой, а не оценивать каждую пару независимо. Метод может работать до 100 раз быстрее существующих ранее, при этом оставаясь точным. Новый алгоритм скоро станет частью популярной автоматической системы расчета белок-белкового взаимодействия ClusPro.