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DI STRUTTURA TERZIARIA - PREDIZIONE

Prevedere il folding delle proteine è molto complesso, ma comunque sono stati sviluppati dei metodi che rendono possibile prevedere questo processo. Tra questi metodi si annoverano i seguenti:
  1. Ab initio
  2. De novo
  3. Fold recognition (riconoscimento del ripiegamento)
  4. Homology modeling (modellizzazione per omologia)
I primi due metodi sono basati su leggi fisiche di tipo simulativo; però se il primo si basa su principi legati alle proprietà dei singoli aminoacidi, nel secondo metodo viene ricavata la forma dell'interazione tra gli aminoacidi. Le interazioni tra gli aminoacidi sono dovute alle forze di van der Waasl, alle forze di idratazione (cioè piacere di essere bagnati oppure no), a forze di origine entropiche (se voglio cambiare la propensione di sistemi che preferiscono essere disordinati, vengono applicate forze entropiche), a forze elettrostatiche ecc. Quando si parla di interazione si intende, quindi, le forze che la

Rendono possibile. La forza è legata al lavoro, che a sua volta è legato all'energia potenziale. Quindi si può utilizzare il termine "potenziale" come sinonimo di interazione. Nel metodo De Novo, i potenziali di interazione vengono ricavati dalle immagini, relative alle strutture delle proteine già studiate, presenti in PDB. Se, ad esempio, vedo nel PDB che l'alanina per il 90% delle volte è vicina alla metionina, dirò che ci sarà un forte potenziale di interazione tra i due aminoacidi. Nel metodo Ab Initio, questo viene ricostruito teoricamente. In teoria dovrebbe essere possibile descrivere i potenziali di interazione. Il problema è capire quali forze intervengono. Immaginiamo una sequenza di 4 aminoacidi così disposti:

Calcolare e prevedere la sua struttura terziaria significa trovare quella a minore energia (Anfinsen). Quindi si dovrebbe fare quello che aveva immaginato Levinthal: disporre gli amminoacidi

in tutti i possibili modi con tutti i possibili angoliconformazionali e ogni volta bisognerebbe calcolare l'energia e, infine, selezionare le strutture a minore energia. Questo lavoro, però, non è praticabile: quanto più cresce il numero di aminoacidi, tanto più crescono le possibili conformazioni e il tempo impiegato per calcolarle. Esistono, però, delle macchine che riducono i tempi di calcolo. L'idea è di campionare lo spazio delle conformazioni in maniera casuale. Quando si trovano conformazioni con minimi di energia bassi, si selezionano queste conformazioni e si lavora su di esse (metodi di calcolo montecarlo). Un modello per descrivere in modo semplice l'interazione tra gli aminoacidi è detto H-P model (modello idrofobico polare), il quale si basa sull'idea che le interazioni idrofobiche sono la principale forza che guida il ripiegamento: cioè, secondo questo modello tutte le proteine avranno un nucleo.

centrale idrofobico circondato da regioni polari. Questo modello si serve di un reticolo per la rappresentazione e predizione del folding delle proteine e considera gli aminoacidi suddivisi solo in idrofobici e polari (o idrofilci). Nel
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Publisher
nazario.angeloro
A.A. 2018-2019
3 pagine
SSD Ingegneria industriale e dell'informazione ING-INF/06 Bioingegneria elettronica e informatica
I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher nazario.angeloro di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Bioinformatica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Università Politecnica delle Marche - Ancona o del prof Mariani Paolo.