Informasi

Pemodelan Konformasi Protein

Pemodelan Konformasi Protein



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Saya tertarik untuk belajar tentang pemodelan komputasi dalam biofisika. Saya telah mendengar beberapa hal tentang orang-orang yang memodelkan protein sebagai jaringan mata air yang ideal untuk memeriksa hal-hal seperti peralihan konformasi. Saya berpikir akan keren untuk mencoba membuat model motif kecil yang sangat sederhana yang mengalami denaturasi pada suhu tertentu sementara stabil pada suhu lain.

Adakah yang tahu referensi bagus tentang pemodelan protein yang bisa dimengerti oleh seseorang yang pandai matematika/fisika/pemrograman tetapi sama sekali bukan ahli matematika/fisika/ilmuwan komputer?

Juga, jika Anda memiliki ide yang lebih baik tentang proyek sederhana bagi saya untuk mempraktikkan pemodelan komputasi dalam biofisika (atau bahkan biologi apa pun), saya akan sangat senang mendengarnya.

Terima kasih


Yah saya kadang-kadang menggunakan file PDB dari protein yang strukturnya telah diidentifikasi dan dipelajari. Saya menggunakan perangkat lunak penampil PDB swiss untuk melakukan ini dan itu cukup rapi! Saya belum melihat data biofisik yang terkait dengan file PDB tetapi saya cukup yakin mereka ada di sana karena Anda tidak akan dapat membuat perhitungan dan menyelesaikan struktur protein dan konfirmasi tanpa data semacam itu. Yang Anda butuhkan hanyalah mengunduh perangkat lunak, masuk ke basis data Uniprot dan gunakan nomor aksesi protein yang Anda minati, lihat apakah strukturnya telah diselesaikan dan unduh file PDB atau gunakan nomor aksesi untuk mengunduh file di dalam perangkat lunak .


Memodelkan transisi konformasi protein dengan kombinasi analisis mode normal berbutir kasar dan metode yang terinspirasi robotika

Memperoleh informasi skala atom tentang transisi konformasi amplitudo besar dalam protein adalah masalah yang menantang untuk metode eksperimental dan komputasi. Informasi tersebut, bagaimanapun, penting untuk memahami mekanisme interaksi banyak protein.

Metode

Makalah ini menyajikan pendekatan komputasi yang efisien, menggabungkan metode yang berasal dari robotika dan biofisika komputasi, untuk memodelkan transisi konformasi protein. Kemampuan analisis mode normal untuk memprediksi arah gerakan kolektif, amplitudo besar diterapkan untuk membiaskan eksplorasi konformasi yang dilakukan oleh algoritma perencanaan gerakan. Untuk mengurangi dimensi masalah, mode normal dihitung untuk model jaringan elastis berbutir kasar yang dibangun di atas fragmen pendek dari tiga residu. Namun demikian, validitas konformasi antara diperiksa menggunakan model semua atom, yang secara akurat direkonstruksi dari yang berbutir kasar menggunakan kinematika terbalik bentuk tertutup.

Hasil

Pengujian pada satu set sepuluh protein menunjukkan kemampuan metode untuk memodelkan transisi konformasi protein dalam beberapa jam waktu komputasi pada prosesor tunggal. Hasil ini juga menunjukkan bahwa skala waktu komputasi secara linier dengan ukuran protein, terlepas dari topologi protein. Eksperimen lebih lanjut pada adenilat kinase menunjukkan bahwa fitur utama transisi antara konformasi terbuka dan tertutup dari protein ini ditangkap dengan baik di jalur yang dihitung.

Kesimpulan

Metode yang diusulkan memungkinkan simulasi transisi konformasi amplitudo besar dalam protein menggunakan sumber daya komputasi yang sangat sedikit. Jalur yang dihasilkan adalah pendekatan pertama yang secara langsung dapat memberikan informasi penting tentang mekanisme molekuler yang terlibat dalam transisi konformasi. Perkiraan ini selanjutnya dapat disempurnakan dan dianalisis menggunakan model energi mutakhir dan metode pemodelan molekul.


Abstrak

Fosforilasi pasca-translasi adalah mekanisme di mana-mana untuk memodulasi aktivitas protein dan interaksi protein-protein. Dalam karya ini, kami memeriksa bagaimana fosforilasi dapat memodulasi konformasi protein dengan mengubah lanskap energi. Kami menyajikan metode mekanika molekuler di mana kami memfosforilasi protein in silico dan kemudian memprediksi bagaimana konformasi protein akan berubah sebagai respons terhadap fosforilasi. Kami menerapkan metode ini ke set uji yang terdiri dari protein dengan struktur kristal terfosforilasi dan non-terfosforilasi, dan menunjukkan bahwa adalah mungkin untuk memprediksi perubahan konformasi yang diinduksi fosforilasi lokal, atau tidak adanya perubahan konformasi, dengan akurasi mendekati atom di sebagian besar kasus. Contoh protein yang digunakan untuk menguji metode kami termasuk kinase dan regulator respons prokariotik. Melalui studi kasus rinci cyclin-dependent kinase 2, kami juga menggambarkan bagaimana metode komputasi dapat digunakan untuk memberikan pemahaman baru tentang bagaimana fosforilasi mendorong perubahan konformasi, mengapa mengganti Glu atau Asp untuk asam amino terfosforilasi tidak selalu meniru efek dari fosforilasi, dan bagaimana fosfatase dapat “menangkap” asam amino terfosforilasi. Karya ini menggambarkan bagaimana metode komputasi dapat digunakan untuk menjelaskan prinsip dan mekanisme fosforilasi pasca-translasi, yang pada akhirnya dapat membantu menjembatani kesenjangan antara jumlah situs fosforilasi yang diketahui dan jumlah struktur protein terfosforilasi.


Contoh metode dan penelitian kami meliputi

Ilmuwan departemen menerapkan berbagai metode biofisik untuk mendeteksi dan menganalisis struktur, dinamika konformasi dan interaksi makromolekul seperti protein dan asam nukleat (misalnya, RNA) serta molekul kecil dan metabolit. Ini termasuk:

  • Kristalografi sinar-X—untuk menentukan arsitektur molekul tingkat atom, termasuk konformasi aktif (pengikatan) dan/atau inaktif spesifik dan pengikatan ion logam esensial katalitik.
  • Hamburan sinar-X sudut kecil (SAXS)—hamburan sinar-x dalam larutan yang menghasilkan ukuran selubung molekul yang lebih kasar daripada detail struktural, sehingga mendeteksi perubahan besar dalam konformasi.
  • Transfer energi resonansi fluoresensi (FRET)—ukuran efisiensi transfer energi antara dua senyawa pelabelan fluoresen (fluorofor) untuk menentukan jarak di antara keduanya, memberikan ukuran struktur dan perubahan konformasi.
  • Spektroskopi resonansi magnetik nuklir (NMR)—yang secara sensitif mendeteksi makromolekul dan struktur fleksibel (misalnya, protein transmembran, RNA, protein multi-domain) dalam larutan daripada dalam bentuk kristal, sehingga menangkapnya saat mereka berputar melalui ansambel konformasi (dinamika) , dalam interaksi sementara dengan molekul lain, dan sebagai konfirmasi in vitro dari aktivitas pengikatan dan lokasi dalam keadaan tidak mengkristal.

Selain memberikan informasi tentang protein individu dan substrukturnya (domain, situs aktif), dinamika konformasinya, dan situs spesifik interaksi lemah/sementara, metode biofisika ini mengukur hasil eksperimen yang menerapkan alat modern biologi molekuler dan kimia, seperti mutagenesis terarah-situs, penghambatan enzim, dan analisis kinetik (misalnya, menunjukkan bagaimana perubahan pada residu spesifik mengubah laju aksi katalitik enzim atau menentukan mode pengikatan obat ke situs alosterik).

Khususnya, departemen ini adalah rumah bagi Laboratorium NMR UCSF yang canggih, yang digunakan oleh departemen, Sekolah, UCSF, dan peneliti luar yang berkualifikasi.

Laboratorium Resonansi Magnetik Nuklir (NMR) UCSF berbasis departemen

Spektroskopi NMR menyelesaikan fungsi molekuler dengan mendeteksi inti atom tertentu, seperti atom hidrogen di mana-mana, yang berputar seperti puncak dengan goyangan (presesi) khas ketika ditempatkan di medan magnet. (Spektrometer NMR menghasilkan medan seperti itu menggunakan magnet super-dingin dan konduktor super yang kuat.)

Kecepatan setiap atom (frekuensi) juga dapat diubah tidak hanya oleh medan magnet keseluruhan yang dihasilkan oleh spektrometer, tetapi juga oleh medan lokal dari inti yang berputar di atom dan struktur molekul yang berdekatan.

Spektrum NMR dari molekul heksaboran (B6H10) menunjukkan puncak bergeser dalam frekuensi, yang memberikan petunjuk untuk struktur molekul.

Ketika mereka mengalami semburan pendek (pulsa) gelombang radio, frekuensi presesi dapat dideteksi, diperkuat, dan direpresentasikan dalam grafik yang disebut spektrum. Spektrum memberikan daftar frekuensi presesi, melaporkan lingkungan magnetik hidrogen tertentu. Ini akan berubah jika suatu protein mengubah konformasinya atau diikat oleh molekul lain.

Jadi NMR adalah cara sensitif yang unik untuk mempelajari struktur molekul fleksibel dan pergeseran yang sedang berlangsung dalam konformasi (dinamika). Metode ini dapat mendeteksi interaksi lemah/sementara antar molekul, karena akan ada perubahan frekuensi presesi di tempat pengikatannya dengan perubahan lingkungan magnet saat kedua gugus kimia berinteraksi. NMR di sini dapat mendeteksi dinamika dan interaksi yang terjadi secepat dan sesingkat sepersejuta detik (nanodetik).

Menganalisis dinamika dan interaksi enzim selama peristiwa pengaturan utama dalam biologi sel

Dogma sentral biologi molekuler menyatakan bahwa DNA membuat RNA, yang membuat protein, dan protein menjalankan fungsi organisme hidup. Secara khusus, messenger RNA (mRNA) membawa cetak biru untuk membuat protein spesifik dari pengkodean gen dalam inti sel untuk diproses oleh pabrik ribosom di sitoplasma.

Proses kehidupan yang esensial seperti itu dengan kebutuhan sangat diatur. Misalnya, ada proses kontrol kualitas yang membongkar mRNA (melalui degradasi enzimatik, juga dikenal sebagai pembusukan) yang terpotong atau salah bentuk dan dengan demikian akan menghasilkan protein mutan (pembusukan yang dimediasi omong kosong). Juga, mRNA tertentu terdegradasi sebagai hasil akhir dari interaksi protein berurutan (jalur) untuk mempertahankan homeostasis seluler, untuk membatasi produksi protein tertentu, atau agar sel dapat membuat lebih banyak protein lain untuk menanggapi kebutuhan dalam perkembangan hewan. diferensiasi/proliferasi sel, dan respons stres/imun.

Ekspresi gen dengan demikian dapat dikontrol pada tingkat stabilitas mRNA (transkrip) — dan kegagalan dalam regulasi tersebut dapat menghasilkan kanker dan penyakit lainnya.

Ilmuwan departemen menggunakan berbagai metode biofisik, termasuk NMR, untuk memandu dan mendeteksi hasil eksperimen mutagenesis biokimia dan genetik yang membedah langkah kedua dari belakang dan tidak dapat diubah dalam berbagai jalur peluruhan mRNA eukariotik. Pada langkah itu, enzim pengurai mRNA 2 (Dcp2) menghilangkan tutup struktural (7-metilguanosin atau m7G) melalui hidrolisis di satu ujung (lima terminal utama atau ujung 5) dari mRNA, memperlihatkan 5′-monofosfat yang dikenali oleh eksonuklease 5′-ke-3′—enzim yang membelah nukleotida mRNA mulai dari ujung itu.

Menggunakan ragi sebagai organisme model (domain protein utama dilestarikan pada manusia) para peneliti di sini menemukan detail bagaimana dekap mRNA ini dilakukan. Secara khusus, mereka mengeksplorasi bagaimana laju reaksi kimia (kinetik enzim) dari langkah kunci dalam peluruhan mRNA ini dipengaruhi dan dikendalikan oleh perubahan cepat dalam bentuk Dcp2 (dinamika konformasi) yang menyatukan dua domain untuk membentuk situs aktif enzim dan interaksi lemah, sangat cepat, namun kritis antara Dcp2 dan kedua nukleotida transkrip dan protein ko-aktivator dalam kompleks enzim-substrat sementara.

Model katalisis decapping oleh Dcp2, yang mengusulkan bahwa perubahan konformasi di atas digunakan sebagai titik kontrol oleh aktivator decapping.
(a) Dcp2 ada dalam keseimbangan konformasi antara bentuk terbuka dan tertutup.
(b) RNA (dengan tutup magenta-heksagonal m7G) berikatan dengan bentuk terbuka.
(c) Setelah mengikat, enzim menutup substrat RNA, suatu langkah yang dapat ditingkatkan oleh ko-aktivator.
(d) Setelah penutupan, tutup RNA dihilangkan dengan hidrolisis.
(e) RNA kemudian dilepaskan dan mengalami degradasi lebih lanjut (eksonukleolisis) oleh nuklease 5'-3'.


Fungsi protein :

Protein memiliki banyak fungsi biologis yang berbeda dan bervariasi dan, selain ukuran, bentuk, dan orientasinya, dapat diklasifikasikan menurut peran biologisnya di dalam sel.

Enzim

Enzim mengkatalisis hampir setiap reaksi kimia antara biomolekul organik dalam sel hidup. Enzim adalah protein yang paling bervariasi dan terspesialisasi, dan ribuan jenis yang berbeda, masing-masing mampu mengkatalisis jenis reaksi kimia yang berbeda, telah terungkap dalam organisme yang berbeda.

Nutrisi dan Protein Penyimpanan

Banyak tanaman menyimpan protein nutrisi di dalam bijinya. Protein tersebut penting untuk pertumbuhan dan kelangsungan hidup bibit yang berkecambah. Contoh yang sangat terkenal adalah protein yang ditemukan dalam biji jagung, gandum, dan beras. Contoh lain dari protein nutrisi adalah ovalbumin, protein komponen penting dari putih telur dan kasein, yang ditemukan dalam susu. Ferritin ditemukan di beberapa bakteri dan juga di jaringan tumbuhan dan hewan yang menyimpan zat besi.

Protein Kontraktil

Beberapa protein memberikan sel dan organisme dengan kemampuan untuk berkontraksi, mengubah konformasi, dan dikenal sebagai protein kontraktil atau motil.

Aktin dan miosin berperan dalam sistem kontraktil otot rangka dan juga ditemukan di banyak sel non-otot. Mikrotubulus terbentuk dari protein tubulin dan bekerja bersama dengan protein dynein dalam flagela dan silia bakteri, yang mendorong organisme dan memungkinkan motilitas.

Protein Transportasi

Protein transpor memungkinkan zat untuk dibawa ke tujuan mereka. Dalam plasma darah, protein transpor menghubungkan dan mengangkut molekul atau ion tertentu dari satu organ ke organ lainnya. Hemoglobin dalam eritrosit mengikat oksigen saat darah melewati paru-paru, mengangkutnya ke jaringan perifer, dan melepaskannya untuk berkontribusi pada oksidasi nutrisi yang menghasilkan energi. Plasma darah mengandung lipoprotein, yang membawa lipid dari hati ke organ lain. Jenis lain dari protein transpor hadir dalam membran plasma dan membran intraseluler dari semua organisme ini disesuaikan untuk mengikat glukosa, asam amino, dan zat lain dan mengangkutnya melintasi membran ke titik di mana mereka digunakan.

Protein Struktural

Banyak protein berfungsi sebagai filamen pendukung, kabel, atau lembaran untuk memberikan kekuatan atau perlindungan struktur biologis. Konstituen utama dari tendon dan tulang rawan adalah kolagen, protein berserat dengan kekuatan tarik yang sangat tinggi.

Contohnya adalah kulit, yang terdiri dari kolagen yang hampir murni. Ligamen terdiri dari elastin, yang merupakan protein struktural yang dapat diregangkan dalam dua dimensi. Rambut, kuku, bulu, dan tanduk semuanya mengandung keratin yang signifikan, yang merupakan protein yang keras dan tidak larut. Komponen utama serat sutra dan jaring laba-laba adalah fibroin, dan engsel sayap beberapa serangga mengandung ketahanan. Resin memiliki sifat elastis yang ideal.

Protein pengatur

Beberapa protein juga mengatur aktivitas seluler atau fisiologis. Di antara protein itu banyak hormon. Insulin, yang mengatur metabolisme gula, dan hormon pertumbuhan yang disekresikan oleh kelenjar pituitari, adalah dua contoh protein pengatur. Respon seluler terhadap banyak sinyal hormonal sering dimediasi oleh kelas protein pengikat GTP, yang dikenal sebagai protein G. GTP terkait erat dengan ATP, di mana guanin menggantikan molekul bagian adenin. Protein pengatur lainnya menempel pada DNA dan mengontrol biosintesis enzim dan molekul RNA yang terkait dalam pembelahan sel pada prokariota dan eukariota.

Protein Pertahanan

Banyak protein mempertahankan organisme terhadap invasi oleh spesies lain atau melindungi mereka dari cedera. Imunoglobulin atau antibodi, yang merupakan protein khusus yang diproduksi oleh limfosit vertebrata, dapat mengenali, mengendapkan atau menetralisir mikroorganisme yang menyerang, dan protein asing dari spesies lain. Fibrinogen dan trombin adalah protein pembekuan darah yang menghentikan kehilangan darah ketika terjadi kerusakan pada sistem vaskular. Beberapa racun ular, racun bakteri, dan protein tumbuhan beracun, seperti risin, juga tampaknya memiliki fungsi pertahanan. Beberapa di antaranya, termasuk fibrinogen, trombin, dan beberapa jenis racun, juga merupakan enzim.

Protein lainnya

Ada banyak protein lain yang fungsinya eksotik dan, oleh karena itu, tidak mudah diklasifikasikan. Monellin, protein dari tanaman Afrika, memiliki rasa yang sangat manis dan telah dipelajari untuk digunakan manusia sebagai pemanis makanan.

Beberapa ikan Antartika memiliki protein antibeku dalam plasma darah mereka, yang mencegah darah mereka membeku.


Protein dan Strukturnya &ndash Dijelaskan!

John J. Berzelius (1838) pertama kali menciptakan istilah ‘protein’ (Gr. proteios — peringkat pertama) untuk menekankan pentingnya kelas polimer ini.

Protein adalah makromolekul yang terdiri dari satu atau lebih rantai polipeptida, yang masing-masing merupakan polimer campuran residu asam L-a-amino yang dihubungkan ujung ke ujung oleh ikatan peptida.

Protein monomer terdiri dari rantai polipeptida tunggal, misalnya, lisozim, mioglobin. Oligomer c atau protein multimerik terdiri dari 2 atau lebih rantai polipeptida, yang masing-masing disebut protomer atau subunit. Rubisco terdiri dari 24 polipeptida, hemoglobin (Hb) adalah tetramerik yang terdiri dari dua rantai dan dua rantai , imunoglobulin terdiri dari 2 rantai H dan rantai 2H dll.

Struktur Protein:

Sebuah rantai polipeptida disintesis pada ribosom sebagai urutan linier asam amino. Tepat setelah sintesis, polipeptida yang baru disintesis (baru lahir) terlipat menjadi bentuk tiga dimensi tertentu yang disebut konformasi. Konformasi yang diadopsi oleh polipeptida untuk melakukan aktivitas biologis disebut konformasi asli.

Sebelumnya, diperkirakan bahwa protein melipat secara spontan untuk mencapai keadaan aslinya. Studi terbaru mengungkapkan bahwa protein pendamping mempercepat proses pelipatan polipeptida baru menjadi konformasi asli mereka. Kekurangan protein pendamping menyebabkan penyakit karena pelipatan protein yang salah. Misalnya, pada penyakit Alzheimer, plak amiloid berkembang karena penggumpalan protein di sel-sel otak.

Tingkat Struktur Protein:

Struktur protein dapat digambarkan dalam empat tingkatan organisasi: Primer, Sekunder, Tersier dan Kuarter. Studi terbaru mengungkapkan dua tingkat tambahan organisasi protein yaitu struktur atau motif dan domain supersekunder.

A. Struktur Primer (1°):

Struktur primer suatu protein berarti urutan residu asam amino dari rantai polipeptidanya yang terbaca dalam arah N-terminus → C-terminus. Ini adalah tingkat 1 organisasi protein ditentukan oleh kodon mRNA atau cistron DNA. Struktur 1° distabilkan oleh ikatan peptida serta ikatan disulfida antara residu sistein, jika ada.

Frederick Sanger (1953) pertama kali menentukan struktur 1° insulin sapi. Sekarang, struktur 1° polipeptida ditentukan oleh perangkat otomatis yang disebut sekuensator cangkir pemintalan, yang dikembangkan oleh Pehr Edman dan Geoffrey Begg.

B. Struktur sekunder (2°):

Struktur protein 2° mengacu pada susunan spasial atom tulang punggung polipeptida tanpa mempertimbangkan konformasi rantai samping. Jenis struktur sekunder yang umum adalah -helix dan -pleated sheet. Jenis struktur 2° polipeptida tergantung pada komposisi asam aminonya. Pembentukan -helix disukai oleh residu alanin, leusin, glutamat dan metionin, sedangkan -sheet disukai oleh residu valin, isoleusin dan tirosin.

Atom-atom tulang punggung dari rantai polipeptida melingkar erat dengan cara tangan kanan untuk membentuk banyak struktur seperti batang pada interval yang disebut a-heliks. Misalnya, rantai polipeptida tunggal mioglobin mengandung 8 heliks. Di bagian luar heliks, rantai samping memanjang ke luar dengan cara heliks.

Panjang setiap heliks biasanya bervariasi dari 1,7-4,0 nm. Dalam -helix, 3,6 residu asam amino hadir per putaran yang mencakup jarak (pitch) 0,54 nm (5,4A). Heliks-a distabilkan oleh ikatan hidrogen antara gugus CO dari satu asam amino dengan gugus NH dari asam amino keempat. Glisin dan prolin sering disebut pemutus heliks karena ketidakmampuan mereka untuk membentuk ikatan hidrogen.

Sekitar 2-15 rantai polipeptida berkumpul untuk membentuk lembaran -lipit. Lembaran -lipit distabilkan oleh ikatan hidrogen antara gugus CO- dan NH dalam rantai polipeptida yang berbeda - Lembaran berlipit terdiri dari 2 jenis –

Paralel -sheet – Rantai yang berdekatan berjalan dalam arah yang sama mis. -keratin.

-sheet antiparalel – Rantai yang berdekatan memiliki arah yang berlawanan mis. fibroin sutra.

Struktur Super Sekunder:

Dua atau lebih struktur sekunder sering berkumpul untuk membentuk unit struktural kompleks yang disebut struktur atau motif super sekunder. Beberapa motif yang umum adalah sebagai berikut:

C. Struktur Tersier (3°):

Struktur tersier protein mengacu pada struktur 3-D dari seluruh polipeptida yang menunjukkan pelipatan struktur sekunder dan super sekunder untuk membentuk struktur globular yang kompak. Dalam kasus polipeptida besar, yang terdiri dari lebih dari –.200 residu membentuk dua atau lebih unit globular yang disebut domain. (Domain adalah unit yang kompak, bulat, dan independen secara struktural yang terhubung dengan unit lain seperti itu melalui tulang punggung peptida). Struktur 3° distabilkan oleh ikatan hidrogen, ikatan ion, interaksi hidrofobik, gaya Vander Walls, dan gaya dispersi London dan ikatan disulfida jika ada.

D. Struktur Kuarter (4°):

Ini adalah tingkat keempat organisasi struktural dipamerkan hanya dalam protein oligomer. Struktur kuartener protein mengacu pada pengaturan spasial subunit atau protomer polipeptidanya. Dalam struktur 4 ° subunit mungkin atau mungkin tidak identik, dan distabilkan oleh ikatan non kovalen, misalnya, Hemoglobin.

Setiap pembukaan sebagian atau perubahan dalam bentuk 3-D yang membawa keadaan asli protein ke dalam kumparan acak disebut denaturasi. Namun, pemisahan subunit dalam struktur 4° disebut disosiasi. Protein didenaturasi oleh berbagai kondisi seperti suhu tinggi, variasi pH dan konsentrasi ionik, penambahan deterjen, dll. Ketika kondisi normal ditetapkan, protein terdenaturasi yang lebih kecil akan melipat kembali secara spontan ke dalam konformasi aslinya. Ini disebut renaturasi tetapi protein yang lebih besar jarang dapat mengalami renaturasi (melipat secara spontan) ke keadaan aslinya.


Konformasi

konformasi
Bentuk yang tepat dari protein atau makromolekul lain dalam tiga dimensi yang dihasilkan dari lokasi spasial atom dalam molekul. Perubahan kecil dalam konformasibeberapa protein sangat mempengaruhi aktivitasnya.
Glosarium lengkap.

konformasi
Susunan tiga dimensi gugus sisi pada molekul yang dapat dengan bebas berotasi ke posisi yang berbeda tanpa memutuskan ikatan apa pun.
Diterima dari "" .

A konformasi cincin beranggota lima, mis. furanosa, di mana empat atom cincin terletak pada bidang dan C-2 atau C-3 (2-endo atau 3-endo) berada di luar bidang. (lihat juga memutar konformasi)
Kembali ke Halaman Pencarian.

s tercantum di bawah ini dalam urutan mobilitas elektroforesis (kecepatan untuk tegangan yang diberikan) dari yang paling lambat ke yang paling cepat: .

al berubah
Perubahan bentuk yang disebabkan oleh pengikatan molekul substrat.
Bawaan.

Perubahan pada protein sering menyebabkan perubahan afinitas protein terhadap substrat tertentu. Proses ini dapat memainkan peran penting dalam mengatur lokalisasi intraseluler protein.

sekutu dan situs pengikatan linier pada molekul glikoprotein B telah dipetakan dengan analisis Bioinformatika. Situs pengikatan linier memiliki dua epitop linier konservatif pada segmen SU ​​dan juga dua situs antibodi linier pada segmen TM (Britt, Jarvis, Drummond, & Mach, 2005).

al Change - Pergeseran struktural dalam enzim karena pembentukan kompleks substrat enzim.
Menengah - Sebuah molekul yang tidak berfungsi, tetapi ada sebagai bagian dari jalur ke molekul lain.

Selama proses hidrogenasi ini, ikatan rangkap dari cis-

dalam rantai hidrokarbon dapat diubah menjadi ikatan rangkap dalam trans-konformasi. Ini membentuk lemak trans dari lemak cis. Orientasi ikatan rangkap mempengaruhi sifat kimia lemak.

"DNA dan RNA kaya adenin untai tunggal mempertahankan karakteristik struktural dari untai ganda masing-masing

s dan tunjukkan perbedaan arah dalam pola susun" (PDF). Biokimia. 43 (51): 15996-6010. doi:10.1021/bi048221v. PMID 15609994. Diarsipkan (PDF) dari aslinya pada 10 Juni 2007.

model reaksi enzim-substrat yang menyebabkan

al perubahan situs aktif enzim yang memungkinkan substrat untuk cocok dengan sempurna
Sel punca pluripoten yang diinduksi
sel somatik (dewasa) diprogram ulang untuk memasuki keadaan seperti sel induk embrionik
Insektisida.

Model sekuensial alosterik menyatakan bahwa subunit tidak terhubung sedemikian rupa sehingga a

Perangkat lunak docking Autodock VINA digunakan untuk menyelidiki bagaimana ligan berikatan dengan protein masing-masing, ikatan

, residu yang berinteraksi secara fungsional dan informasi struktural terbaik. Ligan yang diambil untuk DAOA dijelaskan pada Tabel2 dan strukturnya diilustrasikan pada Gambar5 (a dan b).

[Biasanya], ketika hormon mengikat reseptor, Anda mendapatkan ini sangat rapi

al perubahan yang kemudian menyebabkan ekspresi gen terjadi. Sebagian besar kasus ketidakpekaan androgen melibatkan mutasi di mana hormon akan mengikat.

Protein smo terakumulasi secara khusus dalam sel di mana aktivitas Ptc tidak ada atau dibatalkan oleh pensinyalan Hh, suatu proses yang tampaknya melibatkan redistribusi bentuk protein yang mengalami hiperfosforilasi ke permukaan sel (Denef, 2000) dan mungkin juga disertai dengan

Protein pembawa memungkinkan molekul tertentu untuk melintasi membran sel dengan menjalani a

al perubahan membuka lubang di mana molekul dapat masuk atau keluar sel.

Kondisi yang mengubah

protein yang mengatur ekspresi gen lain.

Ketika mengikat ke situs alosterik itu bertindak sebagai inhibitor non-kompetitif dan mengubah

dari situs aktif. Oleh karena itu, itu membuat pengikatan substrat ke enzim tidak mungkin terjadi.

Struktur tersier protein adalah struktur spasial

selain struktur sekunder, di mana alpha-helix atau beta-sheet terlipat sendiri.

Perubahan reseptor menyebabkan kompleks protein G (merah muda, kanan) menjadi aktif dan terlepas. Protein G merangsang adenilat siklase (merah, kiri) untuk mengubah ATP (molekul energi sel) menjadi cAMP (molekul pemberi sinyal, biru).
1:08 .

Polimorfisme. Alat berbasis gel untuk mendeteksi perubahan nukleotida tunggal dalam produk PCR alel yang telah didenaturasi dan difraksinasi gel sebagai untai tunggal.
SSLP Simple Sequence Length Polimorfisme lihat mikrosatelit.
Pengulangan Urutan Sederhana SSR lihat mikrosatelit.

D. enzim alosterik terkunci dalam keadaan tidak aktif

E. semua substrat telah diubah menjadi produk
Proyek Biologi
Departemen Biokimia dan Biofisika Molekuler
Universitas Arizona
Rabu, 25 September 1996
Hubungi Tim Pengembang.

Untuk protein, proses di mana protein terurai dan kehilangan asalnya

, sehingga menjadi tidak aktif secara biologis. Untuk DNA, pemisahan dua untai heliks ganda. Denaturasi terjadi pada kondisi pH, konsentrasi garam, dan suhu yang ekstrim.

Keluarga protein lain yang terkait dengan kontraksi otot adalah keluarga troponin, yang mengatur pengikatan miosin ke aktin melalui

perbedaan tergantung pada konsentrasi ion kalsium dalam sel.

5) Struktur tersier protein adalah 3 dimensi

bahwa peptida terlipat menjadi karena kekuatan kolektif interaksi hidrofobik, ikatan hidrogen, jembatan garam dan ikatan disulfida.

protein pembawa - protein transpor membran yang mengikat zat terlarut dan mengangkutnya melintasi membran dengan menjalani serangkaian:

semua berubah
Protein saluran - membentuk pori-pori hidrofilik yang membentang melintasi lapisan ganda lipid ketika pori-pori ini terbuka, mereka memungkinkan molekul tertentu untuk melewatinya .

Agen chaotropic seperti tiosianat (SCN-), klorat (ClO3-), atau guanidinium, mengganggu struktur air dan dengan demikian meningkatkan kelarutan zat nonpolar dan mendorong perubahan protein

yang misalnya dapat mempengaruhi migrasi melalui media kromatografi.

protein pengikat RNA. Sebuah protein yang

dan permainan kekuatan sedemikian rupa sehingga dapat mengikat molekul RNA berdasarkan urutan atau struktur tertentu atau fitur lain dari RNA.

Substansi yang mengurangi aktivitas enzim dengan mengikat ke lokasi yang jauh dari situs aktif, mengubahnya

sehingga tidak lagi terikat pada substrat.
aliran elektron nonsiklik.

Situs Alosterik: Sebuah situs non-aktif pada tubuh enzim, di mana senyawa non-substrat mengikat. Hal ini dapat mengakibatkan

al perubahan di situs aktif.
Alotipe: Salah satu dari berbagai varian alel protein, yang dicirikan oleh perbedaan antigenik.

Motif telah ditentukan dalam HPr yang sangat penting, dan sangat spesifik, untuk interaksi molekuler HPr dengan domain Enzim IIA yang ditargetkan [J Bacteriol]. Karena pengikatan antara EI dan HPr tidak melibatkan signifikan

al perubahan HPr bertindak sebagai phospho-relay antara EI dan kompleks Enzim II [J .

Protein motorik yang terlibat dalam transpor organel bekerja dengan mengubah struktur tiga dimensinya

menggunakan adenosin trifosfat (ATP) sebagai bahan bakar untuk bergerak maju mundur di sepanjang mikrotubulus.

Sebuah molekul yang mengikat reseptor disebut ligan, dan mungkin peptida (seperti neurotransmiter), hormon, obat farmasi atau toksin, dan ketika pengikatan tersebut terjadi, reseptor masuk ke


Selamat datang di CBM!

Di Pusat Pemodelan Biomolekuler, guru didahulukan.
Kami bekerja sama dengan pendidik sains berbakat dari seluruh AS untuk membuat materi instruksional inovatif yang membuat biosains dapat dipahami.

Program Mahasiswa

Program penjangkauan unggulan kami di mana siswa mendesain dan mencetak 3D model protein fisik.

Kompetisi Pemodelan Protein

Sebuah kompetisi nasional di mana siswa bersaing untuk membangun model protein terbaik.

Program pemodelan sarjana kami di mana siswa belajar dan memodelkan penelitian mutakhir.

Program Guru

Kursus Pengembangan Profesional

Kunjungi CBM untuk mempelajari cara menggunakan model fisik dengan percaya diri di kelas Anda.

Temui kami di konferensi pendidikan regional dan nasional sepanjang tahun.

Sumber Belajar

Pinjam dari koleksi ekstensif aktivitas pemodelan pendidikan kami untuk digunakan di kelas Anda sendiri.

Berbagai koleksi alat digital, aktivitas, dan sumber daya pelatihan untuk melengkapi model fisik kami.

Kit pemodelan kami yang paling populer tersedia untuk dibeli.

Apa yang Baru dari CBM?

Modul MAPS Antibodi Baru

Modul MAPS baru ini akan berfokus pada antibodi dan perannya dalam sistem kekebalan tubuh kita. Dengan fokus semua orang saat ini pada vaksin virus corona, kami pikir ini akan menjadi topik yang tepat waktu. Ada banyak cerita menarik dari penelitian terkini yang melibatkan antibodi yang dapat dijelajahi oleh siswa Anda.

Pilihan yang jelas adalah struktur antibodi yang mengikat protein virus corona. Kami akan menyoroti satu kisah menarik yang melibatkan pendekatan biologi sintetik untuk membuat tubuh nano (antibodi domain tunggal) yang mengunci protein lonjakan virus corona ke dalam konformasi yang tidak aktif.

Makalah ini menjelaskan pekerjaan kami selama dua puluh tahun terakhir. Lihat, dan lihat bagaimana Anda berhubungan dengan berbagai aspek program kami!

Lihat Pembuat Molekul!

Many schools now have access to low cost 3D printers, but finding 3D print files (.STL) of specific small molecules can be challenging.

With the CBM's new Molecule Maker, students and teachers can draw chemical structures and export their molecule as an .STL file for 3D printing. The left side of the screen is an interactive chemical draw program called JSME Molecular Editor. This chemical draw program communicates with the live Jmol program on the right side of the screen, displaying the molecule in a fully interactive 3-dimensional display.

Any small molecule created with the CBM's Molecule Maker can then be exported as an image (.JPG), a molecular structure file (.MOL) or a 3D print file (.STL) that can be used on any desktop 3D printer. Check it out at https://cbm.msoe.edu/modelingResources/moleculeMaker/

A New CBM Publication

The CBM has just published a paper in the Journal of STEM Outreach entitled "A Strategy for Sustained Outreach in the Molecular Biosciences".

This paper describes our work over the past twenty years. Check it out, and see how you relate to various aspects of our program!

What are Physical Models?

The invisible world of molecules becomes real when students hold physical models in their hands. Models function as thinking tools that stimulate questions and are a key component of the Next Generation Science Standards.

The MSOE Center for BioMolecular Modeling uses 3D Printing Technology to create physical models of protein and molecular structures. They are designed using the molecular Visualization software Jmol and then exported as 3D files.

What Teachers and Students are Saying About the CBM

"Models give the students an opportunity to discover on their own, rather than having you tell it to them."

"These curriculum modules tie what seems like a really abstract idea--some little change in a molecule you can’t even see—to their own health. That’s really compelling. This stuff isn’t in any textbook."

"The fact that they were so teacher-focused was refreshing."

"The CBM staff let us be learners, and they respected us."

"Watching the CBM staff, who are masters, and being given these models is wonderful. Now we have powerful knowledge and powerful examples that we can put in our kids’ heads. I’m so excited for the school year to start, I don’t want to have to wait two months!"

"It was an amazing workshop. Foundational pieces of biology are woven through these stories."

"It really opened up science to me as a student. Science isn't sitting in a classroom learning about rocks its about being in a lab doing research alongside your mentor."

The [MAPS] Team program has taught me the importance of actively participating in the scientific community, being professional, and having the ability to take something complex and put it into simpler yet accurate terms."

"This program has opened my eyes to an entirely new career field. I have learned so much through this experience and I am extremely grateful that I have experienced this."


Most proteins contain one or more stretches of amino acids that take on a characteristic structure in 3-D space. The most common of these are the alpha helix dan beta conformation.

Alpha Helix

The R groups of the amino acids all extend to the outside.

  • The helix makes a complete turn every 3.6 amino acids.
  • The helix is right-handed it twists in a clockwise direction.
  • The carbonyl group (-C=O) of each peptide bond extends parallel to the axis of the helix and points directly at the -N-H group of the peptide bond 4 amino acids below it in the helix. A hydrogen bond forms between them [-N-H·····O=C-]

Beta Conformation

  • consists of pairs of chains lying side-by-side and
  • stabilized by hydrogen bonds between the carbonyl oxygen atom on one chain and the -NH group on the adjacent chain.
  • The chains are often "anti-parallel" the N-terminal to C-terminal direction of one being the reverse of the other.

ICM—A new method for protein modeling and design: Applications to docking and structure prediction from the distorted native conformation

An efficient methodology, further referred to as ICM, for versatile modeling operations and global energy optimization on arbitrarily fixed multimolecular systems is described. It is aimed at protein structure prediction, homology modeling, molecular docking, nuclear magnetic resonance (NMR) structure determination, and protein design. The method uses and further develops a previously introduced approach to model biomolecular structures in which bond lengths, bond angles, and torsion angles are considered as independent variables, any subset of them being fixed. Here we simplify and generalize the basic description of the system, introduce the variable dihedral phase angle, and allow arbitrary connections of the molecules and conventional definition of the torsion angles. Algorithms for calculation of energy derivatives with respect to internal variables in the topological tree of the system and for rapid evaluation of accessible surface are presented. Multidimensional variable restraints are proposed to represent the statistical information about the torsion angle distributions in proteins. To incorporate complex energy terms as solvation energy and electrostatics into a structure prediction procedure, a “double-energy” Monte Carlo minimization procedure in which these terms are omitted during the minimization stage of the random step and included for the comparison with the previous conformation in a Markov chain is proposed and justified. The ICM method is applied successfully to a molecular docking problem. The procedure finds the correct parallel arrangement of two rigid helixes from a leucine zipper domain as the lowest-energy conformation (0.5 Å root mean square, rms, deviation from the native structure) starting from completely random configuration. Structures with antiparallel helixes or helixes staggered by one helix turn had energies higher by about 7 or 9 kcal/mol, respectively. Soft docking was also attempted. A docking procedure allowing side-chain flexibility also converged to the parallel configuration starting from the helixes optimized individually. To justdy an internal coordinate approach to the structure prediction as opposed to a Cartesian one, energy hypersurfaces around the native structure of the squash seeds trypsin inhibitor were studied. Torsion angle minimization from the optimal conformation randomly distorted up to the rms deviation of 2.2 Å or angular rms deviation of l0° restored the native conformation in most cases. In contrast, Cartesian coordinate minimization did not reach the minimum from deviations as small as 0.3 Å or 2°. We conclude that the most promising detailed approach to the protein-folding problem would consist of some coarse global sampling strategy combined with the local energy minimization in the torsion coordinate space. © 1994 by John Wiley & Sons, Inc.


Tonton videonya: Կորոնավիրուսի իմացություն. COVID-19 համաճարակային պատմությունը. իմ կանխատեսումը Ինդոնեզիայի համար (Agustus 2022).