AutoDock - программа для автоматического докинга. С помощью этой программы можно посмотреть как молекулы лекарств или кандидатов на роль лекарств взаимодействует в известной 3D- структуре.
Программа AutoDock позволяет проводить молекулярный докинг с целью
поиска локального минимума энергии взаимодействия между лигандом и белком, а
также проводить поиск глобального минимума энергии взаимодействия между
лигандом и белком, если положение лиганд связывающего центра не определено
эксперементально.
В частности, программа применяется для разработки лекарств, специфически
связывающихся с тем или иным белком, при виртуальном высокопроизводительном
скрининге, при белок белковом докинге, а так же для изучения химических
механизмов взаимодействия, для определения геометрии лиганд-рецепторных
комплексов рецепторов на основе использования экспериментальных или расчетных
данных о строении лиганд-связывающего центра. При расчете энергии
связывания учитываются ван-дер-ваальсовы и электростатические взаимодействия,
водородные связи, а также вклад энергии десольватации. Эффективность
докинга в рограмме AutoDock повышается путем построения карт электростатических
потенциалов, силового поля AMBER. Результаты,
полученные с помощью программы Autodock, позволяют анализировать минимальную
энергию связывания лиганда с макромолекулой, вероятность нахождения лиганда в
активном центре белка в положении, отвечающем наименьшей энергии связывания, и
среднеквадратичное отклонение найденного положения лиганда от данных
рентгеноструктурного анализа.
Биоинформатика, геномика, протеомика, прочие «-омики» – все эти слова прочно входят в современную науку, она буквально пестрит красивыми названиями. Что же все они означают? Давайте попытаемся в этом разобраться.
Модное среди современных ученых слово «Биоинформатика» - уже почти отделившаяся ветвь молекулярной биологии. Сегодня существует множество определений и интерпретаций слова «Биоинформатика».
Одни говорят, что биоинформатика – раздел современной науки, занимающийся раскодированием человеческого генома.
Другие говорят что биоинформатика – это системная биология, позволяющая рассмотреть, изучить и систематизировать глобальную картину биологии.
Третьи считают что биоинформатика – аналог молекулярной биологии с той лишь разницей, что молекулярная биология занимается научными исследованиями а пробирке, а биоинформатика – при помощи мощных компьютерных систем. О скорости таких вычислений, думаю, не стоит и говорить.
Четвертые верят, что биоинформатика – возможность по структуре макромолекулы очень быстро найти гены-мишени и создать новые лекарственные препараты. И все они правы.
Биоинформатика очень легко влилась в фармакологию, позволяя снизить срок проектирования препарата с 5-6 лет до нескольких месяцев, а также интегрировалась во многие другие медицинские и биологические науки.
В связи со всеми этими фактами биоинформатика сегодня активно изучается и применяется на практике, очень охотно спонсируется инвесторами
Геномика – ветвь молекулярной биологии, основная задача которой заключается в секвенировании геномов, общем изучении нуклеотидных последовательностей РНК и ДНК.
Современная геномика включает в себя множество подразделов. Попробую вкратце описать основные.
Эволюционная геномика (или сравнительная геномика) – основана на сравнении организации и содержимого геномов различных живых организмов.
Функциональная геномика – опирается на подробное изучение функций генов, их влияние на активность и регуляцию других генов.
Структурная геномика - выполняет секвенирование ДНК, на основе этого создаются и сравниваются геномные карты.
Не стоит путать слова «Геномика» и «Генетика». Генетика изучает механизмы изменчивости и наследственности, а геномика – применяет на практике полученные знания.
К примеру - огромное количество геномов различных микроорганизмов (большинство из которых – патогенные) уже расшифровано. Это позволяет находить в них гены-мишени лекарств и производить новые лекарственные препараты. Главную роль во всем этом играет современная наука – геномика.
Геномика – уже необходимая часть общей биологии. Она вносит свой немалый вклад в развитии сельского хозяйства, биотехнологии, здравоохранения.
Не менее чем биоинформатика и геномика, в современной науке популярно и такое направление как протеомика. Сейчас мы попробуем выяснить, что же это такое и с чем еe едят.
Протеомика (или по другому функциональная геномика) появилась совсем недавно и занимается такими интересными вещами, как изучение белков клетки в определенный момент времени, взаимосвязи структуры и функций клеточного протеома.
Так же как и геномика, протеомика делится на несколько направлений:
Клиническая протеомика – нахождение количества белков и их распознавание из образца(сыворотка крови, моча, спинномозговая жидкость, биопсия) и наблюдение за изменениями их концентрации.
Протеомика гемостаза – заключается в расшифровке механизмов гомеостаза. Например, протеомика тромбоцитов – была получена новая информация о белках коагуляции, найдены неизвестные ранее мишени для новых лекарств секретогранина III, циклофилина А
Структурная протеомика – получение информации не об одном, а о множестве белков одновременно. Уже разработан цикл специальных процедур и высокоточные приборы для проведения такого анализа.
Функции и свойства белков, взаимодействия белков между собой, взаимодействие структуры и функции изучает функциональная протеомика.
Сегодня до 96% медикаментозных средств воздействуют именно на белки. Практическая протеомика системными методами позволит ускорить процесс создания лекарственных препаратов, так необходимых многим, и создать лекарства от неизлечимых ранее болезней.
Биоинформатика - далеко не простая наука. Чтобы заниматься биоинформатикой, необходимо как минимумум знать азы программирования, иметь навыки работы с компьютерными программами, любить биологию.
Зашли на наш сайт и не знаете с чего начать? На этой страничке Вы можете найти большой список программ в биологических дисциплинах различной направленности, в частности биоинформатика, геномика, протеомика, виртуальный скрининг, биологический анализ и молекулярное моделирование, докинг, визуализация данных и многих других.
Modeller - компьютерная программа, которая моделирует трехмерные структуры белков и строит их со всеми необходимыми пространственными ограничениями.
Modeller является наиболее часто используемой программой для гомологического или сравнительного моделирования структуры белков: пользователь предоставляет выравненную последовательность, на основе которой программой будет смоделированна молекула с известными родственными структурами. В процессе работы Modeller автоматически вычислит модель со всеми неводородными атомами.
В более широком смысле, использование программы Modeller ограничено пространственной структурой аминокислотной и лигандной последовательностью, которые будут смоделированы. Результат вычислений - трехмерная структура, которая соответствует этим ограничениям настолько, насколько это возможно...
