Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Новости лаборатории Наномир

  Все выпуски  

1209 Отктыт новый тип сверхвторичной структуры белка. Пи-лист.


Выпуск 1209

Лаборатория Наномир

Когда реальность открывает тайны,
уходят в тень и  меркнут чудеса ...


 Отктыт новый тип сверхвторичной структуры белка

Пи-лист

Обсуждение с молекулярным биологом: 

МB: Для фиброина есть pdb 3UA0 (https://www.rcsb.org/structure/3UA0) - это структура ассиметричного юнита который длиной 120 с небольшим аминокислот, а сам ген похоже куда длиннее. Я нахожу по названию белка (FIBH) последовательность транскрипта - NM_001113262.1 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/NM_001113262.1)

 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/NP_001106733.1) Она длиной 5263 оснований, и все из них входят в кодирующий регион. 

Надо почитать про биологию фиброина вообще, потому что белок с множественными повторяющимися регионами и я не поняла как он собирается - с единого транскрипта или с коротких идентичных? 

А вообще, это же не человеческий белок. Это Bombyx mori - беспозвоночное. А логичнее было бы начинать с человеческих белков. Или вы верите, что механизм настолько универсален для многоклеточных? 

Александр Кушелев, [28.11.2023 13:42]

Вообще-то 3D генетический код работает уже в митохондриях. Только таблица другая. Отличается наличием двух триплетов для триптофана взамен на стоп-кодон.

Кстати, фиброин в PDB изображён бета-слоями, а в реальности там фрактальная квази-спираль из пи-спиральных и бета-спиральных участков.  Полностью схему вторичной структуры фиброина я присылал Вам 3-го ноября в телеграме:

 

 

 

 

MB: Можете объяснить, какой алгоритм Вы используете для определения вторичной структуры белка?

Кушелев: 

1. По триплету из файла name.fasta берётся 3D генетический код из таблицы:

FULL TABLE 3D-CODE,(GGA,GGC,GGG,GGT-2,1,4,3-2143),AAA...TTT: 

311321433113211331132143214321433113214321432143-1-32143-1133113.

2. Если три раза подряд повторяются 3D коды 1(4), 1(4), 4, то начинает строиться 310-спираль.

3. Если 4 раза подряд повторяются 3D коды 1(4), 1(4), 1(4), 1, то начинает строиться альфа-спираль.

4. Если 3 раза подряд повторяются 3D коды 2,2,2, то начинает строиться бета-спираль (Left 310-helix).

5. Если 5 раз подряд повторяются 3D коды 3,3,3,3,3, то начинает строиться пи-спираль.

Это изображено в "словаре 2D-структур": 


 

Если Вам нужна таблица 3D генетического кода в символьном формате, то вот она:

код остаток вариант

AAA Lys 3 CAA Gln 3 GAA Glu 3 TAA TKD –
AAC Asn 1 CAC His 1 GAC Asp 1 TAC Tyr 1
AAG Lys 1 CAG Gln 1 GAG Glu 1 TAG TKD –
AAT Asn 3 CAT His 3 GAT Asp 3 TAT Tyr 3
ACA Thr 2 CCA Pro 2 GCA Ala 2 TCA Ser 2
ACC Thr 1 CCC Pro 1 GCC Ala 1 TCC Ser 1
ACG Thr 4 CCG Pro 4 GCG Ala 4 TCG Ser 4
ACT Thr 3 CCT Pro 3 GCT Ala 3 TCT Ser 3
AGA Arg 3 CGA Arg 2 GGA Gly 2 TGA TKD –
AGC Ser 1 CGC Arg 1 GGC Gly 1 TGC Cys 1
AGG Arg 1 CGG Arg 4 GGG Gly 4 TGG Trp 1
AGT Ser 3 CGT Arg 3 GGT Gly 3 TGT Cys 3
ATA Ile 2 CTA Leu 2 GTA Val 2 TTA Leu 3
ATC Ile 1 CTC Leu 1 GTC Val 1 TTC Phe 1
ATG Met 1 CTG Leu 4 GTG Val 4 TTG Leu 1
ATT Ile 3 CTT Leu 3 GTT Val 3 TTT Phe 3

MB: Бета спиралями Вы называете бета листы?

Кушелев: Нет. Бета листы состоят из бета-спиралей: 

beta-helix-3

 Бета-спираль. Параллельная проекция. Пунктиром показаны будущие водородные связи. 

 beta-helix-1

 Бета-спираль. Вид вдоль оси симметрии.

beta-helix-2

 Бета-спираль. Перспектива.

beta-131-beta-01

 первый и второй (антипараллельные) участки бета-спиралей в бета-листе

beta-131-beta-02

 То же. Вид сбоку. Перспективная проекция.

beta-131-beta-03

 То же. Параллельная проекция.

beta-131-beta-04

 То же. Параллельная проекция.

beta-131-beta-05

 Бета-слой

beta-131-beta-06

 То же.

beta-131-beta-07

 Бета-слой из анти-параллельных бета-спиралей.

beta-131-beta-08

 Бета-слой второго типа. Сбоку он смотрится более плоским.

beta-131-beta-09

 То же.

MB: Я запуталась, вы мне в ватсапе говорили, что L-спираль - это левая 310. Но здесь в материалах написано, насколько я поняла (правильно ли поняла?), что из бета спиралей = L спиралей строятся бета листы. Но в бета листах, как известно, 2 остатка на виток "спирали", а в 310 - 3 остатка на виток.

Одним и тем же они быть не могут ... 

 

MB: Механизм трансляции зависит от рибосомы. А у разных видов все таки есть структурные различия в рибосоме и ассоциированных факторах. 

Александр Кушелев, [28.11.2023 16:00]

Безусловно есть различия в рибосомах и ассоциированных факторах, но 3D генетический код практически одинаковый даже для митохондрий и эукариот. А отличие кода связано не со строением рибосом, а с набором тРНК.

Кстати, даже одна рибосомальная РНК может собирать белки по коду. Просто медленнее и ошибок больше. 

MB, [28.11.2023 19:41]

С фиброином я пока не разобралась - какому участку гена соответствует assymetric unit структура которого дана в pdb. Но вот график для другого белка Bombyx mori 3L9E (https://www.rcsb.org/structure/3L9E)  - супероксид дисмутаза - это фермент, но тоже бета листовой белок. Синтезирован в E.coli, так что тут вообще бактериальный код работает.

 

Тут тоже не очень то закономерный разброс значений phi для кодонов

Александр Кушелев, [28.11.2023 20:19]

Вы пишите: "в бета листах, как известно, 2 остатка на виток "спирали", а в 310 - 3 остатка на виток."

Кушелев: То, что в бета-листах 2 остатка на виток - это гипотеза, которая не подтверждена экспериментально ни с помощью РСА/ЯМР, т.к. эти методы вообще не отличают правую сприаль от левой. Нет подтверждения и методом химического анализа, т.к. химический анализ работает, например, с дисульфидными мостиками, а подсчитать с его помощью число остатков на виток проблематично. Я Вам даже больше скажу. На примере фиброина ни один из методов не дал возможности отличить пи-спираль от бета. Официальная гипотетическая модель фиброина состоит только из бета-структур. 3D генетический код показывает, что бета-структуры чередуются с пи-спиралями. Так что к официальным научным данным нужно относиться с пониманием того, что "научный мир псевдонаучен" :)

Предлагаю Вам убедиться, что "два остатка на виток" - это не более, чем неподтверждённая гипотеза. В отличие от этой официальной неподтверждённой гипотезы я Вам показываю результаты модельных экспериментов. Бета-листы из бета-спиралей с тремя остатками на виток строятся по таблице 3D генетического кода автоматически. Без подгона. Это - результат модельного эксперимента. Он сильнее неподтверждённой гипотезы, согласитесь.

Александр Кушелев, [28.11.2023 20:26]

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/XM_028180110.1?report=fasta

  

Вы пишите: "это белок другого мотылька - Bombyx mandarina 

для него нету pdb структуры, не нашла по крайней мере"

Кушелев: Давайте посмотрим, что покажет программа Пикотех для Bombyx mori Fibroin

Вот нуклеотидная кодирующая последовательность: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/164448671

В формате fasta: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/NM_001113262.1?report=fasta

Этот фиброин имеет аналогичную структуру, состоящую из участков бета- и пи-спиралей.

Это - подробная структура фиброина Bombyx mandarinahttps://ibb.co/YPhk4WN


 Участок фрактальной спирали, состоящей из 7 одиночных витков пи-спирали (синий), разделённых одиночными бета-(салатовый).

 А это - ритм и мелодия сборки фиброина: OP839058.mid

MB, [29.11.2023 10:09]

Пока что для меня ваша программа и её основания тоже абсолютно антинаучны. 

Если моделирование не подтверждается эмпирическими данными, то к сожалению невозможно установить правильно оно или нет.

Будучи не экспертом в РСА мне сложно судить о качестве анализа сырых данных в этом методе. Но бета листы - это очень регулярные структуры, если бы была настолько глобальная ошибка в их определении, то она была бы слишком заметна, так как появлялась бы в каждом элементе регулярной структуры, да? 

Да и потом, бета листы определены и другими методами.

Моделирование не имеет силы пока не подтверждено экспериментальными данными. 

А существующая концепция строения бета листов не является гипотезой. Она подтверждена в сотне тысяч экспериментах по получению структурны белка все таки.

Это не совпадает с известной структурой pdb

Александр Кушелев, [29.11.2023 11:02]

Вы пишите: "Пока что для меня ваша программа и её основания тоже абсолютно антинаучны. "

Кушелев: А Вы можете изучить результаты статистического анализа, приведённые в статье, которая готовилась в журнал "Биохимия"?

Копия статьи на яндекс-диске: https://disk.yandex.ru/d/GMC0gTCzxsjWTw

Мой статистический анализ показал достоверную корреляцию.

Вы пишите: "Если моделирование не подтверждается эмпирическими данными, то к сожалению невозможно установить правильно оно или нет."

Кушелев: Вы, вероятно, не в курсе, что такое модельный эксперимент. Он бывает надёжнее "эмпирических данных". Если в модельном эксперименте строится бета-слой по нуклеотидной последовательности белка, то это очень сильный результат. Дело в том, что случайно бета слой не построится. Вероятность такого случая стремится к нулю. Есть такое понятие, как самоповерка эталона, когда его части сравниваются друг с другом. Пикотехнология тоже может проверяться самоповеркой. А в случае с замыканием фрагментов белков через дисульфидные мостики добавляется подтверждение эмпирическими данными. Вы же знакомились с моделями фрагментов, замкнувшихся через дисульфидные мостики? Результаты химического анализа это подтверждают. При этом напомню, что данные РСА и ЯМР подгоняются под результаты химического анализа, т.к. самостоятельно не могут определить наличие дисульфидных мостиков.

Вы пишите: "бета листы - это очень регулярные структуры, если бы была настолько глобальная ошибка в их определении, то она была бы слишком заметна, так как появлялась бы в каждом элементе регулярной структуры, да? "

Кушелев: Ошибка с бета-листами действительно появляется в каждом элементе регулярной структуры. Но заметить её не так просто. Ведь количество остатков в этой регулярной структуре невелико. Чтобы заметить ошибку (3 остатка вместо 2), нужно провести специальное исследование. У Вас есть идея, какими "эмпирическими данными" можно проверить количество остатков на виток бета-спирали в бета-слое? Напомню, что ни РСА, ни ЯМР не могут даже отличить правую спираль от левой :)

Гипотеза о повороте остатков на 180 градусов появилась при попытке создания модели бета-листа. Это самое простое, что приходит на ум. И это предположение до сих пор не подтверждено эмпирическими данными.

А опровергается эта гипотеза легко. Я Вам уже писал, что бета-слой возникает не сразу. Сначала нужно построить одиночную бета-спираль. И если она не стабилизирована водородными связями, то она будет разрушена до того, как будет построена антипараллельная или параллельная бета-спираль. С этим Вы согласны? Вот Вам и опровержение стандартной гипотезы на уровне логики. И с привлечением опыта стабилизации вторичной структуры белка водородными связями. Нет водородных связей - нет вторичной структуры. 

MB: ZnSOD_Bombyx_mori_Torsions_Codons

Это пока не то чтобы программа готовая, потому что пока что было интересно чисто на данные посмотреть 

Так что это не централизованная программа, а просто код набросанный в Jupiter  notebook - это веб платформа где можно код на питоне и на R писать и запускать.

Но если по смыслу, то там просто скачивается pdb файл по pdb id; высчитывается phi углы функцией torsion.pdb из R пакета bio3d

И по имени гена из базы GenBank скачивается транскрипт (или набор транскриптов). Из транскрипта берется ДНК и составляется таблица с кодоном и углами, вот для DmSoD1 получившаяся таблица. 

И просто по значениям таблицы график.

Это - та самая статья?  https://disk.yandex.ru/d/GMC0gTCzxsjWTw

Александр Кушелев, [29.11.2023 11:47]

Вы пишите: "бета листы определены и другими методами."

Кушелев: Давайте разберёмся, какими конкретно методами и как проверялось, что в бета-тяже 2 остатка на "виток"?

Вы пишите: "моделирование не имеет силы пока не подтверждено экспериментальными данными."

Кушелев: Вы так пишите по той причине, что не отличаете пока моделирование от модельного эксперимента. А разница очень существенная. Одно дело "модель, нарисованная от руки", а другое дело - модельный эксперимент. Приведу пример модельного эксперимента. На сфере нужно разместить одинаковые кольца, чтобы между ними не было промежутков. Как Вы думаете, можно разместить таким образом 7 колец на сфере? Ответ на этот вопрос даёт как раз модельный эксперимент. С него и начинается научное направление "Пикотехнология вообще" и "Пикотехнология белков" в частности.

Вы пишите: "существующая концепция строения бета листов не является гипотезой. Она подтверждена в сотне тысяч экспериментах по получению структурны белка все таки."

Кушелев: "Сотни тысяч экспериментов" - это ни о чём. Давайте разберём хотя бы один эксперимент, который показывает, сколько остатков на виток в бета-спирали?

Вы пишите: "не совпадает с известной структурой pdb"

Кушелев: А как по-Вашему может совпасть неизвестно какая (правая или левая) спираль с известно какой? Естественно, что неизвестное в PDB не может совпасть с известным. :)

Вы пишите: "это пока не то чтобы программа готовая, потому что пока что было интересно чисто на данные посмотреть 

Так что это не централизованная программа, а просто код набросанный в Jupiter  notebook - это веб платформа где можно код на питоне и на R писать и запускать "

Кушелев: Давайте вместе посмотрим на этот "код на питоне". Интересно будет собрать ряд кодов от этого первого, который не показывает заметной корреляции данных РСА/ЯМР с результатами работы программы Пикотех, до версии кода, которая покажет практически 100%-ную корреляцию.

Вы пишите: "Но если по смыслу, то там просто скачивается pdb файл по pdb id; высчитывается phi углы функцией torsion.pdb из R пакета bio3d"

Кушелев: Понятно, что если вместо фи/пси углов пи-спиралей в PDB загружены фактически фи/пси углы альфа-спиралей, то о корреляции с правильными данными, полученными по таблице 3D генетического кода речи нет. Тем не менее интересно иметь в архиве этот код, чтобы в будущем можно было показать движение от хаоса к порядку в молекулярной биологии :)

Вы пишите: "Из транскрипта берется ДНК и составляется таблица с кодоном и углами, вот для DmSoD1 получившаяся таблица. "

Кушелев: Кстати, интересно, как Вы получаете углы по нуклеотидной последовательности с помощью своего кода. Эти углы содержатся в картах Рамачандрана. При этом имеет смысл сравнивать только углы фи. Другие углы сравнить проблематично, т.к.  они откладываются вокруг разных осей, в т.ч. перпендикулярных друг другу...

Мне хотелось бы увидеть конкретный код, который Вы использовали для получения таблицы для двух белков, в т.ч. для фиброина.

Вы пишите: "это сама статья, да?"

Да. Вы все иллюстрации в ней видите? Это очень важно. Без иллюстраций будет непонятно.

MB: Вы пишите: "Давайте разберёмся, какими конкретно методами и как проверялось, что в бета-тяже 2 остатка на "виток"?"

MB: Да тот же круговой дихроизм, и NMR

Александр Кушелев, [29.11.2023 20:34]

И где исследования методом кругового дихроизма? Его и не применяли для бета-листов, т.к. в них остатки типа на 180 градусов повёрнуты, поэтому на вращение оси поляризации света не должны оказывать влияние. При этом аминокислоты вращают ось поляризации.

А NMR не даст отличить правую спираль от левой и от той, где 2 остатка на виток.

Сюда ещё нужно добавить, что участки бета-спиралей короткие, поэтому их регулярное строение вполне условно.

Среди белковых структур встречаются сверхдлинные бета-спирали, но по ним нет структурных данных.


Подробнее

Причём сами левые 310-спирали уже обнаружены экспериментально, но они не обнаружены в бета-листах. Просто никому в голову не пришла мысль перепроверить параметры бета-структур в бета-листах.

А перепроверить надо было, т.к. без стабилизации водородными связями бета-спираль существовать не может, поэтому объяснение из учебника о стабилизации водородными связями с параллельной или антипараллельной бета-спиралью не выдерживает элементарной критики.

Так что можно будет написать и об  открытии транс-водородных связей, которые стабилизируют одиночные бета-спирали в процессе их синтеза.

MB, [29.11.2023 21:18]

Все таки не пойму как могут все результаты РСА на свете ошибаться. Это самый точный метод, при правильном исполнении его погрешность - доли ангстрема. Так что если бы ошибались в каждом атоме бета листа - это было бы очень заметно.

Почему существующая гипотеза о строении бета-листа не выдерживает элементарной критики?

И как может быть 100% корреляция, если результаты Пикотеха с реальными данными расходятся?

Александр Кушелев, [29.11.2023 22:00]

Вы спрашиваете: "как могут все результаты РСА на свете ошибаться?"

Кушелев: Есть такое понятие: "Методическая погрешность", т.е. погрешность метода. Сначала структуру всех белков изображали прямыми спиральными участками. Позднее выяснилось, что это - ошибочное представление. Большинство спиралей изогнутые. И "все результаты РСА на свете" изменились. Кстати, все люди на свете когда-то думали, что земля плоская, а Солнце и Луна восходят и заходят по твёрдому небесному своду. Но после очередного научного открытия большинство людей стало думать иначе. И это нормально.

MB, [29.11.2023 22:02]

Я о том что эту ошибку видел бы каждый специалист который обрабатывает данные РСА

Александр Кушелев, [29.11.2023 22:03]

Вы пишите: "Это самый точный метод, при правильном исполнении его погрешность - доли ангстрема."

Кушелев: Тут надо понимать, откуда иногда берётся точность РСА? Представьте себе, что Вы вырастили крупный кристалл белка. Взвесили и узнали, сколько в нём аминокислотных остатков с точностью до 6-го знака (такова точность аналитических весов). Далее Вы смогли точно измерить длину,толщину и высоту кристалла. В этом случае Вы сможете определить шаг кристаллической решётки с точностью до 6-го знака. Причём даже без РСА.

Но  если Вы хотите узнать, какая спираль даёт тёмное пятно на рентгенограмме, то не сможете отличить правую спираль от левой. А размер спирали - нанометры, а вовсе не доли ангстрема. В этом случае РСА даёт точность единицы нанометров. Наконец, "хвосты" белков, состоящие из десятков аминокислотных остатков не входят в кристалл, а "болтаются". Их РСА  вообще не видит. Ни с какой точностью. Погрешность - бесконечность.

Вы пишите: "если бы ошибались в каждом атоме бета листа - это было бы очень заметно."

Кушелев: С помощью РСА нельзя определить даже форму спирали, поэтому ни о каких атомах речи быть не может. Другое дело, когда атомы в кристалле расположены с постоянным шагом. Тогда РСА позволяет определить расстояние между соседними ячейками кристалла и соответственно атомами с точностью до долей ангстрема. Но речь идёт о средних значениях. Где находятся отдельные атомы с помощью РСА определить невозможно.

Вы спрашиваете: "Почему не выдерживает элементарной критики?"

Кушелев: По той простой причине, что вторичная структура может существовать лишь при наличии стабилизирующих её водородных связей. Если этих связей в одиночной спирали нет, то она развалится до того, как будет построена параллельная или антипараллельная спираль. Это же очевидно.

MB, [29.11.2023 22:10]

Так если спирали нет, то и не будет разваливаться

Как в бета листе в классическом представлении

Цепочки соединенные водородными связями

В классическом представлении там же нет спиралей

Александр Кушелев, [29.11.2023 22:16]

Вы спрашиваете: "А как может быть 100% корреляция, если результаты Пикотеха с реальными данными расходятся?"

Кушелев: Расходятся в том случае, если мы неправильно сравниваем результаты. Например, по данным РСА перед нам участок спирали. Если мы будем сравнивать его с участком пи-спирали, а поданным РСА неизвестно, перед нами альфа-спираль,  пи-спираль или 310-спираль, то такое  сравнение обречено. Если же мы будем сравнивать неизвестно какую спираль с известной по таблице 3D генетического кода спиралью с учётом этого факта, то 100% корреляция получится и в том случае, если программа Пикотех покажет участок альфа-спирали, и пи-спирали, и 310-спирали, и гибридной альфа-310-спирали и даже фрактальной, например, 75-спирали. Отсутствие корреляции будет лишь в том случае, если РСА покажет спираль, а программа Пикотех покажет, например, поворот, петлю или другую неспиральную структуру.

Вы пишите: "эту ошибку видел бы каждый специалист который обрабатывает данные РСА"

Кушелев: Давайте посмотрим на это глазами специалиста по РСА. Каким образом этот специалист узнает по данным РСА, сколько остатков приходится на виток бета-спирали в бета-листе?

Вы пишите: "если спирали нет, то и не будет разваливаться"

Кушелев: Так в том-то и дело, что спираль с двумя остатками на виток должна быть, согласно официальной модели бета-листа. Но она не может быть стабилизирована водородными связями с антипараллельной/параллельной структурой до того момента, когда эта антипараллельная/параллельная структура будет построена. И пока она будет строиться, первая спираль развалится. Или у Вас есть другой вариант развития событий?

В бета-листе в классическом представлении идут бета-тяжи, т.е. как бы спирали, но такие, что каждый следующий остаток повёрнут вокруг оси спирали на 180 градусов. И стабилизируются они за счёт водородных связей с нтипараллельными/параллельными участками. И всё бы хорошо, если бы бета-лист строился рибосомой мгновенно. Но мы с Вами знаем, что это не так. Сначала строится одна бета-спираль, потом поворот, потом антипараллельная/параллельная. Значит до построения второй спирали первая спираль по официальной гипотезой не стабилизирована водородными связями. А значит она развалится, и не получится никакого бета-листа. Что тут непонятного?

Если бы можно было строить бета-слой параллельно: https://www.youtube.com/shorts/C9p_YNnR9K4

Тогда другое дело. А мы знаем, что белок строится последовательно. Сначала одна бета-спираль, а только потом - вторая.

Как Вы себе представляете соединение первой (уже построенной) цепочки(спирали) со второй, которая ещё не построена?

Вы пишите: "В классическом представлении там же нет спиралей"

Кушелев: Бета-тяжем по сути названа спираль, где каждый следующий остаток повёрнут на 180 градусов вокруг оси спирали. Вот и найдите эксперимент, который это доказывает. Я таких экспериментов не знаю. И молекулярные биологи, которых я спрашивал об этом, тоже не знают. Спросите Ваших знакомых. Может быть я что-то упустил?

Есть ещё один любопытный момент. Вторую аминокислоту можно повернуть на угол фи относительно предыдущий на любой угол, но устойчивые пололжения отмечены на этой анимации цветными шариками: 

 

Промежуточные состояния неустойчивы. Поэтому даже второй остаток бета-тяжа изменит своё неустойчивое положение на устойчивое. В результате будет строиться либо альфа-спираль, либо 310-спираль, либо пи-спираль, либо бета-спираль (левая 310-спираль). Структуры, где соседние аминокислоты повёрнуты на 180 градусов не получится. Это демонстрирует модельный эксперимент. А натурных экспериментов на эту тему нет.

Удалось ли Вам разобраться со стабилизацией вторичной структуры бета-спирали транс-водородными связями?

Что-то Вы так и не прислали мне исходник своей программы. А он нужен...

Про транс-водородные связи в бета-спиралях: http://nanoworld88.ru/files/700-800/775.htm

MB, [05.12.2023 20:13]

проверить надо

Я правда все еще не понимаю как при том, что ошибка PCA порядка межатомных расстояний не отличается правая спираль от левой

Но ладно, лучше посмотреть корреляцию просто

Не понимаю, во что она может развалиться, если это просто нить??

Куда развалятся?

Понятно, что каждая часть бета-слоя строится последовательно

Александр Кушелев, [05.12.2023 20:30]

Вы пишите: "как при том, что ошибка PCA порядка межатомных расстояний не отличается правая спираль от левой"

Кушелев: РСА даёт некую картину, состояющую из пятен. По этим пятнам определяется наличие спиральных участков, которые повторяются в каждой ячейке кристалла. Шаг ячейки вычисляется с точностью до долей ангстрема, но при этом нет информации о структуре даже целого аминокислотного остатка. Его на рентенограмме не видно. Видны только участки спиралей. Шаг спирали можно определить с точностью до десятой доли ангстрема, если она прямая и однородная. Но правая она или левая, РСА определить не может. Это можно определить только с помощью кругового дихроизма (КД).

Вы пишите: "PCA дает инфо о положениях атомов"

Кушелев: В таких кристаллах, как NaCl или алмаз, информация о положениях атомов действительно есть. А в белковых кристаллах такой информации нет. Она вычисляется из модельных представлений. А модельные представления содержат методические ошибки. Например, считается, что порфириновое кольцо состоит из 5-ти и 6-ти угольников. А в реальности это "шахматная доска":  

 

Подробнее

Вы пишите: "во что она может развалиться, если это просто нить??"

Кушелев: Если структура белка (просто нить) не стабилизирована водородными связями, то водородные связи мгновенно появятся, превращая эту "нить" в куски альфа-спиралей, пи-спиралей, 310-спиралей, бета-спиралей и т.д. Вы же понимаете, что если брость на стол горсть магнитов, то они очень быстро смагнитятся. И не будет "просто нити", состоящей из одномерной цепи магнитов. То же происходит и с "просто нитью белка". Она тут же сворачивается в куски каких-нибудь спиралей.

Отлично! Благодарю за текст программы!

Интересно, каким образом исследователи пришли к выводу, что фиброин состоит из бета-листов? Если понять, где была допущена ошибка, то было бы очень здорово. Программа Пикотех по таблице 3D генетического кода показывает, что  фиброин представляет собой фрактальную квази-спираль из чередующихся пи- и бета-спиральных участков.

MB, [05.12.2023 20:51]

Ну да, пока белок фолдится возможно там и есть куски того и сего 

Когда появляется участок с регулярной структурой, то энергетически выгодно и там кускам расплестись и занять свое место в бета листе

Александр Кушелев, [05.12.2023 20:53]

Вы пишите: "возможно там и есть куски того и сего"

Кушелев:  Если "просто нить" уже превратилась в участок альфа-спирали, то бета-слой уже никак не получится. Другое дело, если рибосома сразу делает по коду бета-спираль с образованием транс-водородных связей, стабилизирующих именно бета-спираль. Тогда можно сделать поворот и антипараллельную бета-спираль, которая соединится с первым участком бета-спирали за счёт дополнительных транс-водородных связей, т.е. через молекулы воды.

MB, [05.12.2023 20:54]

Ну почему? Молекулы переходят из энергетически невыгодных конформаций в энергетики оптимальные

Так и фолдятся.

Александр Кушелев, [05.12.2023 20:56]

А Вы посчитайте, сколько нужно энергии, чтобы разрушить водородные связи в альфа-спирали или водородно-вандерваальсовы связи в 310-спирали. И при этом в бета-спирали по официальной теории нет транс-водородных связей, т.е. тут даже не "шило на мыло", а "шило на ноль" :)

Если в бета-спирали нет водородных связей, то откуда же выгода возьмётся?

Если рибосома не сформирует бета-спираль с трансводородными связями сразу, то потом уже никакой энергии на переделку альфа- или 310-спиралей в бета- не хватит.

MB, [05.12.2023 21:00]

Ну, нет не так. Там же речь про суммарную энергию молекулы 

Энтропия ...

Александр Кушелев, [05.12.2023 21:01]

А откуда возьмётся суммарная энергия, если альфа-спираль уже сформирована? Кто её ломать-то будет?

Расплетать одну вторичную структуру, чтобы сформировать другую - это никто не будет делать.

Рибосома сразу делает то, что закодировано

Переделывать неизвестно что в бета-спираль - это сверхзатратно. Нужно сначала выяснить, что переделывать, далее нужно под это свои ферменты...

Альфа-спираль в бета-спираль теоретически могут переделать ферменты. Но пи-спираль в бета-спираль могут переделать другие ферменты. 310-спираль в бета - третьи и т.д.

Откуда возьмётся время на все эти операции?

А Вы не могли бы добавить в тексты программы комментарии на русском языке?

Мне хотелось бы понять алгоритм, который Вы запрограммировали в текущей версии.

А дальше мы этот алгоритм доработаем, и получим высокую степень корреляции данных программы Пикотех с данными РСА/ЯМР.

MB, [06.12.2023 19:52]

Ну, это стохастический процесс

Кажется у меня просто русский язык не поддерживается в среде  программирования

я проверю и попробую добавить

Александр Кушелев, [06.12.2023 20:06]

Как Вы себе представляете переделку неизвестно какой структуры произвольной длины в бета спираль в процессе создания рибосомой антипараллельного или параллельного участка? Вы понимаете, что нужно анализировать случайно получившуюся вторичную структуру, далее использовать специальные ферменты, которые именно этот тип структуры могут переделать в бета-спиральный участок. При этом Вам разных типов ферментов может понадобиться много, т.к. Вы же не знаете, какая конкретно вторичная структура сложилась под действием случайных факторов? Поэтому официальная версия синтеза бета-слоя противоречит времени его создания. За такое время нельзя решить комплекс этих задач.

По поводу русского текста. Не проблема. Вы можете открыть файл программой Wordpad и добавить комментарии. И сохранить потом с расширением RTF или в любом текстовом редакторе, который Вам нравится.


Как удалось открыть Пи-слой... 

Попробуем построить 3D модель молекулы фиброина по его генетическому коду, т.е. кодирующий белок нуклеотидной последовательности:

>OP839058 Bombyx mandarina strain Hechuan fibroin heavy chain (FibH) gene, complete cds

Для этого воспользуемся скриптом Кушелева для получения пространственных структур гигантских белков:

a = #(); b = #()
newmat = multimaterial name:"MyMultiMat" numsubs: (12)
newmat[1].diffuse = (color 0 0 250); newmat[2].diffuse = (color 100 100 100)
newmat[3].diffuse = (color 100 100 100); newmat[4].diffuse = (color 250 0 0); newmat[5].diffuse = (color 0 0 250)
N1 = box length:0.03 width:0.03 height:0.03 pos:[0,0,-0.826] wirecolor:[0,200,255]; Converttomesh N1
p = #(1.364,0.954,-3.04,0,0,255,0,1.41,-2.24,100,100,100,0,1.7,-0.539,100,100,100,0,2.53,0.293,255,0,0)
for j in 1 to 24 by 6 do(a[j] = box length:0.7 width:0.7 height:0.7 pos:[p[j],p[j+1],p[j+2]] wirecolor:[p[j+3],p[j+4],p[j+5]]; Converttomesh a[j]
a[j].material = newmat[1+j/6]; attach N1 a[j])
angz=#(97,265,25,135,147); angx=#(-3.0,-3.0,-3.0,-3.0)
kk=#(1,3,1,3,1,3,4,1,1,1,1,3,4,1,3,1,3,3,2,3,2,1,1,3,3,3,3,1,1,3,3,4,3,3,1,3,1,3,3,3,3,2,2,3,3,2,3,3,3,2...)
peptide = copy N1 wirecolor: [250,250,250]
for k = 1 to 6418 do(element = copy N1;  peptide.pivot = [0,0,0]
rotate peptide 29.7 [1,0,0]; rotate peptide 55.97[0,1,0]; move peptide [1,-2.3,1.6]; peptide.pivot = [0,0,0]; rotate peptide angx[kk[k]] [1,0,0]; rotate peptide angz[kk[k]] [0,0,1]; attach peptide element)
delete N1  

fibroin-3000-front

Фиброин, фрагмент, вид сверху.

 Это первые 3000 аминокислотных остатков фиброина из 6418.

fibroin-3000-left

 Фиброин, фрагмент, вид спереди.

fibroin-3000-top

 Фиброин, фрагмент, вид слева.

Понятно, что на уровне третичной структуры должен пройти фолдинг, сформирующий окончательную пространственную структуру фиброина. 

Рассмотрим более короткий фрагмент молекулы фиброина. 

 

На схеме вторичной структуры этого фрагмента мы видим фрактальную спираль, состоящую из повторяющихся одиночных витков пи-спирали (синий), разделённых одиночными бета-кодами (салатовый).

fibroin-f7-top

 Пространственная модель фрактальной спирали фиброина. Вид сверху. 

fibroin-f7-front

 Вид спереди

fibroin-f7-left

 Вид вдоль оси фрактальной спирали. Слева.

fibroin-f7-right

 Вид вдоль оси фрактальной спирали. Справа.

fibroin-f7-top 

Основная цепь. Вид сверху. 

 fibroin-f7-front

 Основная цепь. Вид спереди.

fibroin-f7-left

 Основная цепь. Вид вдоль оси фрактальной спирали.

Обсуждение с молекулярным биологом (продолжение):

Александр Кушелев, [07.12.2023 3:05]

fibroin-f7-top  

Это фрагмент фиброина, представляющий собой участок фрактальной спирали. Его форма в пределах погрешности РСА похожа на скрученный пропеллером бета-лист в соответствии с существующими представлениями. Это и даёт ответ на вопрос, почему структуру фиброина считают бета-листом. В действительности мы видим одиночные витки пи-спирали, повёрнутые на одиночном бета-коде на 180 градусов. РСА не может отличить, как в этом "листе" расположены аминокислотные остатки. "Вдоль" или "поперёк". Естественно, что исследователи расположили их в модели "вдоль". А программа показывает, что фиброин состоит не из бета-листов, а из пи-листов :)

 fibroin-f7-front

 Продолжение обсуждения следует...

 ***

Обратная связь: kushelev20120@yandex.ru


Приглашение к сотрудничеству

На базе научного открытия нами создан онлайн-сервис по определению структуры белковых молекул. Теперь мы сможем зарабатывать вместе.

По старой технологии определение одной структуры белка обходится примерно в 10 000 евро, а ждать нужно от 2 месяцев до 3 лет. По новой технологии структура определяется в 1000 раз точнее и в миллиард раз быстрее. 80% от найденного Вами заказа принадлежат Вам, как менеджеру.

Наш лозунг: "В 1000 раз лучше, в 1000^3 быстрее и в 1000 раз дешевле!"

Ваша задача заключается в размещении рекламы на онлайн-сервис белковых структур. Рынок этих структур очень большой и продолжает стремительно расти. Ежедневно кто-то оплачивает до 60 структур по средней цене 10 000 евро за штуку. Новая технология позволила на одном персональном компьютере за неделю определить структуры всех 115 000 белков человека, для которых известна нуклеотидная кодирующая последовательность. При этом качество результата, полученного по новой технологии в 1000 раз выше по точности, в миллиард раз по быстродействию и в 30 раз шире по номенклатуре белковых молекул. Единственное, что нам сегодня не хватает - рекламы.

Как получить Вашу первую зарплату менеджера? Найти заказчика белковых структур  и убедить его заказать за счёт лаборатории Наномир пробный заказ. Когда заказчик распробует новую технологию, он начнёт делать коммерческие заказы. С первого коммерческого заказа менеджер получает 80%. С последующих заказов процент будет постепенно уменьшаться, но с первого заказа другого заказчика менеджер снова получит 80%. Зарплата менеджера может достичь миллиона евро в день. И это не предел.

Обратная связь: kushelev20120@yandex.ru


Инвестирование научных проектов

Приглашаем инвесторов и меценатов.

Как продвинуть цивилизацию на новый уровень своего развития и получить при этом огромные прибыли?

- Вложить деньги
в научные разработки.

Новейшие виды экологически чистых и мощных источников энергии, средство для продления жизни, 
высокие технологии.

Все это реально создать в ближайший год-два при наличии достаточного финансирования.


Готовые коммерческие продукты

 

1. Online service PROTEIN PICOTECHNOLOGY

2. Сверхдобротные одномодовые диэлектрические резонаторы в т.ч. с большим диапазоном перестройки

3. Станки для производства высокодобротных одномодовых резонаторов 

4. Технология изготовления сапфировых линз 

5. Магнитный тороидально-сферический конструктор

Проекты

01 Ruby Emdrive (Микроволновый двигатель без реактивной струи)

02 Ruby Power Source (Микроволновый источник энергии) 

03 Средство продления жизни (Возвращение молодости)

04 Октаэдрический редуктор

05 Шестеренчатая передача Кушелева

06 Магнитный подвес-стыковка-герметизация модулей

07 Ионно-микроволновый фрактальный излучатель

08 Гибкий отражатель из жестких элементов

09 Энциклопедия "Наномир"

10 Экспертиза

11 Конструктивные компьютерные игры

12 Интеллектуальный кодовый замок

13 Очки кругового обзора

14 Тетраэдрический сканер

15 Программируемая архитектура

16 Источник энергии промышленной частоты

17 Источник энергии постоянного тока

18 Монокристаллическая видеокамера

19 Система определения активных участков белка

20 Тераваттный лазер непрерывного действия

21 Бактериальный синтез алмазов

22 Шестеренчатые передачи с тремя степенями свободы

23 Сверхсветовая связь

24 Безосевая шестеренчатая передача

25 Aктивный язык программирования

26 Телевидение миллиметрового и оптического диапазонов

27 Микроволновая архитектура

28 Компьютерный экран из автономных элементов

29 Чтение / запись ДНК

30 Сверхсветовая локация / зрение

31 Нейтрализатор акустического сигнала

Коммерческое предложение: 

Виктория Соколик: Уважаемые коллеги, Вашему вниманию предоставляется услуга -- моделирование 2D и 3D структуры любого белка без ограничений в его размере и степени изученности с помощью программного обеспечения, базирующемся на принципиально новом подходе декодирования нуклеотидной последовательности, детерминирующей данный белок.

Всё, что необходимо от заказчика, это нуклеотидная последовательность мРНК интересующего его белка (или код этой нуклеотидной последовательности в EMBL, или хотя бы код самого белка в PDB).

В течение 1-3 суток мы готовы предоставить Вам схему вторичной структуры заказанного белка (2D), модель его пространственной структуры (3D) в виртуальном пространстве, а также файл .pdb с координатами каждого атома белка. 

Файл .pdb может быть использован по аналогии с файлами закристаллизованных белков из PDB банка для дальнейшего конформационного анализа белка методами молекулярной динамики с учётом физико-химической специфики микроокружения белка или его взаимодействия с лигандами.

Таким образом, Вы сможете максимально быстро удобным для Вас способом (по электронной почте, на сайте либо на электронном носителе) получить информацию о структуре Вашего белка.

 Сотрудничество может быть различным:

- участие в научных дискуссиях на форуме (конструктивное)

- совместное создание коммерческого продукта

- поиск инвесторов

- выступить менеджером по продаже готовых коммерческих продуктов 

- конструктивные предложения по продвижению идей лаборатории Наномир

- содействие в проведении экспериментов и т.п.

- написание совместных научных статей и т.п.

- материальный вклад (денежный или обеспечение оборудованием и материалами)

 

Пожалуйста, сообщайте о своем вкладе, чтобы мы зачли Вас как партнера лаборатории Наномир.

+7-926-5101703,   +7-903-2003424,  mail: kushelev20120@yandex.ru

О способах финансирования можно спросить по электронной почте. 

Огромное спасибо всем за помощь и поддержку! 


В избранное