Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
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.
Lattice proteins are highly simplified models of protein like heteropolymer chains on lattice conformational space which are used to investigate protein folding. Simplification in lattice proteins is twofold: each whole residue (amino acid) is modeled as a single "bead" or "point" of a finite set of types (usually only two), and each residue is restricted to be placed on vertices of a (usually cubic) lattice. and it is still not possible to fold all real proteins on a computer. Simplification significantly reduces the computational effort in handling the model, although even in this simplified scenario the protein folding problem is NP complete.
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.
Different versions of lattice proteins may adopt different types of lattice (typically square and triangular ones), in two or three dimensions, but it has been shown that generic lattices can be used and handled via a uniform approach. Lattice proteins are made to resemble real proteins by introducing an energy function, a set of conditions which specify the interaction energy between beads occupying adjacent lattice sites. features just two bead types—hydrophobic (H) and polar (P)—and mimics the hydrophobic effect by specifying a favorable interaction between H beads. Most researchers consider a lattice protein sequence protein like only if it possesses a single structure with an energetic state lower than in any other structure, although there are exceptions that consider ensembles of possible folded states. This is the energetic ground state, or native state. The relative positions of the beads in the native state constitute the lattice protein's tertiary structure. Lattice proteins do not have genuine secondary structure; however, some researchers have claimed that they can be extrapolated onto real protein structures which do include secondary structure, by appealing to the same law by which the phase diagrams of different substances can be scaled onto one another (the theorem of corresponding states). By varying the energy function and the bead sequence of the chain (the primary structure), effects on the native state structure and the kinetics of folding can be explored, and this may provide insights into the folding of real proteins. Some of the examples include study of folding processes in lattice proteins that have been discussed to resemble the two phase folding kinetics in proteins. Lattice protein was shown to have quickly collapsed into compact state and followed by slow subsequent structure rearrangement into native state. Attempts to resolve Levinthal paradox in protein folding are another efforts made in the field. As an example, study conducted by Fiebig and Dill examined searching method involving constraints in forming residue contacts in lattice protein to provide insights to the question of how a protein finds its native structure without global exhaustive searching. Lattice protein models have also been used to investigate the energy landscapes of proteins, i. e. the variation of their internal free energy as a function of conformation.
Жатырлар
Тор – "қабырғалар" арқылы байланысқан реттелген нүктелер жиынтығы. Диагональды алтыбұрышты торлар теңдік мәселесімен күресу әдісі ретінде де ұсынылған. Ол – торлы ақуыз моделінің үлгісі саналады.
A lattice is a set of orderly points that are connected by "edges". Hexagonal lattices with diagonals have also been suggested as a way to combat the parity problem. It is considered to be the paradigmatic lattice protein model.
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.
The simplicity of the hydrophobic polar model has caused it to have several problems that people have attempted to correct with alternative lattice protein models. adding additional parameters to reduce the number of low energy conformations and allowing for more realistic protein simulations. Another issue with lattice models is that they generally don't take into account the space taken up by amino acid side chains, instead considering only the α carbon.