Program symulujący ruch białek

W większości biologicznych procesów występują białka, które pełnią różne funkcje. Przykładem takich funkcji może być kierowanie wprowadzaniem do komórek różnego rodzaju cząstek. W badaniach nad białkami tego typu wykorzystywano do tej pory drogie komputery prowadzące wielodniowe obliczenia. Zakład Mechaniki Wydziału Inżynierii w Bilbao opracował nowy i szybszy sposób. Wykorzystując doświadczenie w konstruowaniu robotów, naukowcy dostosowali algorytmy do badania ruchów białek. W ten sposób możliwe jest znalezienie w krótkim czasie funkcji ruchu białka i określenie jego położenia.

Badania nad białkami są dziedziną bardzo popularną w dzisiejszej nauce. Interesują się nimi zarówno biolodzy, jak i matematycy, fizycy i inżynierowie. Interdyscyplinarna współpraca naukowców z Bilbao, CiC oraz centrum biogUNE wykonującego prace w zakresie nauk biologicznych przynosi owocne wyniki. Inżynierom udało się opracować specjalne oprogramowanie, umożliwiające szybkie i tanie badanie przepływu białek. Do tej pory używane metody badania białek były przydatne w odniesieniu do ich statycznych rodzajów, np. białek budulcowych. Do badania białek będących w ruchu metody oparte na krystalografii rentgenowskiej czy rezonansu magnetycznego są nieprzydatne. Istotne są natomiast metody analityczne, korzystające z pomocy superkomputerów.

Problemem jest poznanie samej natury ruchu białek. Inżynierowie z Bilbao dostrzegli podobieństwo między ruchami białek a ruchami robotów pracujących choćby na liniach montażowych fabryk. Mająca duże doświadczenie w zakresie badania mechanizmów ruchu grupa COMPMECH ustaliła jako cel swoich prac obniżenie kosztu obliczeń związanych z ruchem białek. Obecnie pracują nad czterema białkami w dwóch różnych sytuacjach. Po pierwsze, w sytuacji ruchu podczas wypełniania swej funkcji. Po drugie, w momencie, gdy białka uzyskują trójwymiarowe struktury i tworzą łańcuchy, i ulegają fałdowaniu. Prace COMPMECHu będą pewnym uproszczeniem, które umożliwi dalsze badania. Symulacje pozwolą dowiedzieć się, jak np. wygląda ruch białka po związaniu z inną cząsteczką. To pozwoli na blokowanie pewnych funkcji transportowych białek poprzez stosowanie odpowiednich leków i zapobieganie schorzeniom, jak choćby chorobie Alzheimera.

(pj)