Структура и функционирование белков. Применение методов биоинформатики - Джон Ригден 2014
Предсказание структуры белков ab initio
Рациональные энергетические функции
Сочетание эмпирических энергетических функций и сборки из фрагментов
Методы конформационного поиска
Моделирование методом Монте-Карло
Рациональная энергетическая функция
Эмпирическая энергетическая функция
Функция совместимости структуры и последовательности
Кластеризация макетов структур
Распознавание фолда
Важность “слепых” испытаний: соревнование CASP
Предсказание структуры ab initio и моделирование по гомологии
Пределы пространства типов укладки
К вопросу о терминологии: “протягивание” и “распознавание фолда”
Эвристические правила выравнивания
Определение отдаленной гомологии без протягивания
Использование предсказанных структурных свойств
Профили последовательностей и скрытые марковские модели
Классификация типов укладки и метод опорных векторов
Точность выравнивания, качество моделей и статистическая значимость
Алгоритмы создания выравниваний и оценка
Оценка статистической значимости
Веб-инструменты для распознавания элементов укладки
Сравнительное моделирование структуры белков
Введение
Последовательности, структуры и структурная геномика
Методы предсказания структуры белков
Этапы сравнительного моделирования структуры белков
Поиск структур, потенциально родственных с мишенью
Выравнивание последовательности со структурой
Эффективность методов сравнительного моделирования
Ошибки в сравнительных моделях
Применение сравнительного моделирования
Моделирование одиночных белков
Сравнительное моделирование и проект исследования структуры белков
Предсказание структуры мембранных белков
Структурные классы
Особенности кристаллизации мембранных белков
Множественные выравнивания последовательностей
Предсказание топологии трансмембранных белков
Белки, имеющие структуру ß-бочонка
Наборы данных, гомологичность, точность и перекрестная проверка
Предсказание пространственной структуры
Перспективы развития методов предсказания структуры мембранных белков
Методы биоинформатики для изучения структуры и функций неупорядоченных белков
Свойства последовательностей БПН
Необычный аминокислотный состав БПН
Паттерны последовательностей БПН
Низкая сложность последовательностей и неупорядоченность
Предсказание неупорядоченности
Предсказание областей с низкой сложностью
Методы предсказания на основе предрасположенности
Методы предсказания на основе отсутствия выраженной вторичной структуры
Предсказание на основе потенциалов контакта
Для предсказания неупорядоченности достаточно сокращенного алфавита
Сравнение методов предсказания неупорядоченности
Функциональная классификация БПН
Функциональная классификация БПН на основе генной онтологии
Классификация БПН на основе механизма действия
Структурные элементы БПН, связанные с функционированием
Предсказание функций БПН
Корреляция модели неупорядоченности и функции
Предсказание коротких мотивов распознавания в БПН
Ограничения методов предсказания функций БПН
Независимость последовательности и функции и неопределенность
Консервативность и неупорядоченность
Функциональное разнообразие в элементах упаковки и надсемействах
От способа укладки к функции
Связь между способами укладки и предсказание функций
Разнообразие функций гомологичных белков
Дивергенция функций в ходе эволюции белков
Предсказание функции белка по свойствам его поверхности
Способы представления поверхности
Молекулярная поверхность (поверхность без растворителя)
Поверхность, доступная растворителю
Свойства поверхности
Предсказание функций по свойствам поверхности
Электростатическая поверхность
Сочетание свойств поверхности для предсказания функций
Взаимодействие лиганда с белком
Свойства взаимодействий лиганда с белком
Предсказание расположения активного центра
Предсказание чувствительности к лекарствам
Аннотация сайтов связывания лигандов
Белок-белковый интерфейс
Свойства белок-белкового интерфейса
Активные точки белковых интерфейсов
Предсказание расположения интерфейса
Пространственные мотивы
Структурные мотивы: определение и область действия
Обзор методов
Специфичные методы
Мотивы, заданные пользователем
Аналогичные методы
Гибридные описания “точка-поверхность”
Использование молекулярного докинга при аннотировании функции
Динамика белков: от структуры к функционированию
Молекулярно-динамические расчеты
Ограничения и улучшенные алгоритмы сэмплирования
Алгоритмы сэмплирования коллективных координат
Алгоритмы сэмплирования коллективных координат
Методы предсказания функциональных мод
Интегральные серверы для предсказания функции по структуре
Задача предсказания функции по структуре
Методы предсказания структура-функция
Основанные на структуре методы, используемые ProFunc
Примеры: предсказание функции структур, полученных в проектах по структурной геномике
Примеры масштабного предсказания функции белков
Предсказание функции белков на основе их теоретических моделей
Модели белков как общедоступный ресурс
Точность и добавленная ценность основанных на моделях предсказаний
Практическое применение
Пластичность остатков каталитического центра
Предсказания функции на основе моделей ab initio
Предсказание специфичности к лигандам
Моделирование структуры изоформ, полученных альтернативным сплайсингом