Кіріспе

Желілі ақуыздар – ақуыздың бүктелуін зерттеу үшін қолданылатын, желілі конформациялық кеңістіктегі гетерополимерлік тізбектерге ұқсас, өте қарапайым модельдер. Желілі ақуыздарды қарапайымдастырудың екі шарты бар: әрбір толық қалдық (аминоқышқыл) шектеулі типтер жиынының (әдетте тек екеуі) бір "көпір" немесе "нүктесі" ретінде бейнеленеді, және әрбір қалдық (көбінесе тек куб тәрізді) тордың төбесінде орналасумен шектеледі. Дегенмен, нақты ақуыздардың барлығын компьютерде бүктеу әлі де мүмкін емес. Қарапайымдастыру модельді басқаруға жұмсалатын есептеу күшін едәуір төмендетсе де, тіпті осы қарапайым жағдайда ақуыз бүктеу мәселесі NP-толық болып табылады.

Шолу

Желілі ақуыздардың әртүрлі нұсқалары екі немесе үш өлшемді әртүрлі торларды (әдетте төртбұрышты және үшбұрышты) қабылдауы мүмкін, бірақ жалпы торларды бірыңғай тәсілмен пайдалану және өңдеу мүмкіндігі көрсетілді. Желілі ақуыздар энергия функциясы арқылы нақты ақуыздарға ұқсатылады, яғни жапсарлас торлардағы түйіршіктер арасындағы өзара әрекеттесу энергиясын анықтайтын шарттар жиынтығы. Олар тек екі түйіршік түрін – гидрофобтық (H) және полярлық (P) – қамтиды және H түйіршіктері арасындағы жағымды өзара әрекеттесуді көрсете отырып, гидрофобтық эффектті имитациялайды. Көптеген зерттеушілер желілі ақуыз тізбесін тек қана егер ол басқа құрылымдарға қарағанда төмен энергиялық күйге ие болса, ақуызға ұқсас деп есептейді, бірақ мүмкін болатын бүктелген күйлер жиынтығын қарастыратын ерекшеліктер де бар. Бұл – энергетикалық ең төменгі күй, немесе туа пайда болған күй. Туа пайда болған күйдегі түйіршіктердің салыстырмалы орналасуы желілі ақуыздың үшіншілік құрылымын құрайды. Желілі ақуыздардың нақты екіншілік құрылымы жоқ; алайда, кейбір зерттеушілер оларды екіншілік құрылымы бар нақты ақуыз құрылымдарына экстраполяциялауға болады деп мәлімдейді, осыған орай әртүрлі заттардың фазалық диаграммаларын бір-біріне сәйкестендіруге болатын заңды (сәйкес күйлер теоремасы) пайдаланады. Энергия функциясын және тізбектің (біріншілік құрылым) түйіршіктер реттілігін өзгерту арқылы туа пайда болған күй құрылымына және бүктелу кинетикасына әсерін зерттеуге болады, бұл нақты ақуыздардың бүктелуіне түсінік беруге мүмкіндік береді. Мысалдардың бірі – ақуыздардағы екі фазалық бүктелу кинетикасына ұқсас, талқыланған желілі ақуыздардағы бүктелу процестерін зерттеу. Желілі ақуыз тез тығыз күйге түсіп, содан кейін туа пайда болған күйге қарай құрылымдық қайта құрылымдалу процесін баяу жүзеге асырады деген қорытындыға келді. Ақуыз бүктелуіндегі Левинтал парадоксын шешуге жасалған тағы бір күш-жігер осы саладағы жұмыстардың нәтижесі болып табылады. Мысалы, Fiebig және Dill жүргізген зерттеуде, ақуыздың жаһандық толық іздеусіз өзінің туа пайда болған құрылымын қалай табатыны туралы түсінік беру үшін желілі ақуыздағы қалдық байланыстарын қалыптастыруға шектеулерді қамтитын іздеу әдісі зерттелді. Желілі ақуыз модельдері ақуыздардың энергиялық ландшафтын зерттеу үшін де қолданылды, яғни конформация функциясы ретінде олардың ішкі еркін энергиясының өзгеруін зерттеу үшін.

Жатырлар

Тор – "қабырғалар" арқылы байланысқан реттелген нүктелер жиынтығы. Диагональды алтыбұрышты торлар теңдік мәселесімен күресу әдісі ретінде де ұсынылған. Ол – торлы ақуыз моделінің үлгісі саналады.

Проблемалар мен баламалы модельдер

Гидрофобтық полярлық модельдің қарапайымдылығы оған бірнеше проблема тудырды, оларды адамдар баламалы торлы ақуыз модельдерімен түзетуге тырысты. Төмен энергиялы конформациялардың санын азайту үшін қосымша параметрлер қосылып, ақуыздың шынайырақ симуляциялануына мүмкіндік берілді. Торлы модельдердің тағы бір кемшілігі – олар көбінесе аминқышқылдарының тізбектерінің алатын көлемін ескермейді, тек α-көміртегін ғана қарастырады.