*Автор: Фанерозой. Блог компании Timeweb Cloud *. Данная статья будет интересна тем, кто хоть как-то знаком с молекулярной биологией и биохимией, а также интересуется возможностью визуализации белков.

Наш мир полон разнообразия: повсюду встречаются различные виды растений и животных — повсюду кишит жизнь. И если так подумать, вспомнить школьные годы, то один из ученых, а именно Фридрих Энгельс когда-то дал свое особенное определение жизни, которое является одним из множества других:

“Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка”.

В этом определении упоминаются некоторые “белковые тела”, а именно разнообразие химических соединений под названием “белок”. Белки, протеины или полипептиды — это высокомолекулярные органические вещества, состоящие из альфа-аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью. Белок — это сложное соединение, которое имеет несколько разных структур, которые определяются тем, какие именно связи задействованы в тот или иной момент для создания наиболее энергетически выгодной конформации данного соединения относительно второго закона термодинамики. У полипептидов существует четыре варианта укладки, четыре конформации или четыре структуры, в которых задействованы водородные, ионные, ковалентные, гидрофильно-гидрофобные связи, и таким образом, они образуют первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуру.

В данной статье будет рассматриваться моделирование только одноцепочечных белков, так как формирование сложных белковых конгломератов — это уже отдельная тема.

Итак, что же нужно для того, чтобы немного “покрутить в своих ручках” белок, которого наверняка нет в базе данных и который гипотетически можно было бы использовать в различных целях в будущем?

Очевидно, что для начала его нужно самостоятельно построить, а потому первым делом нам следует определиться, какой же белок мы хотим смоделировать. В данном случае мой выбор пал на весьма интересный белок — внеклеточный рецептор фактора некроза опухоли (TNFR, ФНОР). Сам же белок фактора некроза опухоли (ФНО), как вы уже поняли из его названия, является внеклеточным белком, являющимся многофункциональным провоспалительным цитокином, синтезирующимся в основном моноцитами и макрофагами.

Он влияет на липидный метаболизм, коагуляцию, устойчивость к инсулину, функционирование эндотелия, стимулирует продукцию ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-8, интерферона-гамма, активирует лейкоциты и является одним из важных факторов защиты от внутриклеточных паразитов и вирусов. Два рецептора TNF, которые принадлежат к семейству рецепторов фактора роста нервов с низким сродством, богатого цистеином (TNF-R1 и TNF-R2), являются единственными медиаторами передачи сигналов TNF. Считается, что передача сигналов происходит, когда тример TNF связывается с внеклеточными доменами двух или трех схожих рецепторных молекул, что делает возможной агрегацию и активацию цитоплазматических доменов.

Так уж эволюционно случилось, что белки у разных живых существ либо отличаются незначительно, либо отличаются довольно сильно. Тем не менее строение более консервативных участков и определенных последовательностей аминокислот, как правило, остается постоянной. Теперь, когда мы познакомились с объектом «нашего вожделения» нужно потихоньку приступать к делу.