Экспресс-анализ биомолекул доверят компьютеру

Метод, разработанный учеными из Оксфордского университета Педро Баллестером (Pedro Ballester) и Грэхемом Ричардсом (Graham Richards), использует относительное расположение атомов в молекуле для поиска веществ с аналогичными пространственным строением. В создании лекарств это является наиболее важным шагом, так как молекулы с аналогичной формой проявляют похожие биологические эффекты, в частности, способность связываться с одинаковыми белками или вызывать в организме отклик на действие лекарства.

Сейчас для сравнения двух биомолекул применяют метод прямого наложения трехмерных структур молекул - исследуемую структуру совмещают на дисплее с формой конкретной молекулы из базы данных и наблюдают, насколько эти формы пересекаются. Такой способ требует точного определения координат атомов в молекулах.

В новом методе использован иной подход. Для понимания трехмерной структуры анализируют положение различных атомов в молекуле. Результаты такого анализа сохраняют в базе данных. В методе используется расчет центра масс молекулы, который зависит от положения всех атомов. Затем определяется атом, ближайший к центру масс, а после этого атом, самый удаленный от центра масс, и, наконец, атом, наиболее удаленный от самого далекого от центра масс. Эти четыре точки - центр масс и три "экстремальных" атома - используются как реперные точки при расчете расстояний до всех других атомов в молекуле.

В расчетах далее используются среднее расстояние между атомами, отклонения от средних и асимметрия отклонения от среднего. Благодаря столь точному учету расположения атомов в молекуле сравнение различных молекул можно провести очень быстро, и при этом независимо от того, в каком виде "снимок" молекулы находится в базе данных.

Метод сверхбыстрого распознавания формы молекул позволяет делать сравнения в 1500 раз быстрее, чем в лучших нынешних методах. Скорость обработки данных - наиболее привлекательный аспект нового метода, ведь базы данных могут насчитывать миллиарды молекул.

По мнению экспертов, разработанный подход может быть расширен и использован везде, где используются трехмерные модели, сообщает New Scientist.