Oqsil strukturalarini oldindan aytish va modellashrtirish

boshqalar. , 2015 yil Yu va boshqalar. , 2016 yil Ochoa & Pazos, 2010 yil). 
Umuman olganda, bu ikkinchi hizalanish avlodi usuli prokaryotik oqsillar uchun 
kamroq aniq mos keladigan juftliklar to'plamini ishlab chiqishi mumkin, ammo 
allaqachon eukaryotlarda oqsillar bilan o'zaro ta'sir qilish uchun foydali ekanligi 
isbotlangan (Iserte). va boshqalar. , 2015) va yangi usullar bu organizmlar uchun 
aniqlikni yaxshilaydi (Gueudré). va boshqalar. , 2016 Bitbol va boshqalar. , 2016). 
O'quvchi ushbu sohadagi asosiy manbalar uchun 1-jadvalga murojaat qiladi. 

---

Protein domenlari - buklangan oqsil strukturasining birliklari. Strukturaviy 
xarakteristikaning potentsial predmeti sifatida oqsilning domen tarkibini aniq 
hisobga olish maqsadni tanlashdan oldin, namunani tayyorlash rejalashtirilganda va 
oqsil kristalli tuzilmalari yechimi strategiyasini ko'rib chiqishda muhimdir. To'g'ri 
belgilangan domen chegaralari turli xil asosiy bioinformatika usullarining ish 
faoliyatini yaxshilaydi, masalan, maqsad va ma'lum protein tuzilmalari (bir qismi) 
o'rtasidagi uzoq homologiyani tan oladigan vositalar (Rigden, 2002), ab 
initio modellashtirish (masalan, Beykerga qarang va boshqalar. , 2016) va hatto 
kontaktni bashorat qilishning o'zi (Kosciolek & Jones, 2015). Nozik bo'lmagan 
evolyutsion munosabatlarni sezgir ketma-ket taqqoslash yoki (aloqa yordamida) tan 
olish ab initio modellashtirish strukturaviy biologga o'ziga xos yangilikni yoki yangi 
taxminiy maqsadni baholashning dastlabki bosqichida yordam berishi mumkin. 
Odatda, oqsillar, ayniqsa NMR yoki rentgen kristallografik tadqiqotlar uchun to'liq 
bo'lmagan shaklda heterologik tarzda ifodalanadi. Buning turli sabablari bor. 
Masalan, kristallanishga to'sqinlik qiladigan o'ziga xos tartibsiz terminal hududlari 
(Slabinski). va boshqalar. , 2007), odatda kristallanish uchun mo'ljallangan oqsildan 
chiqariladi. Ko'rinishi va tozalanishi qiyin bo'lishi mumkin bo'lgan juda katta 
oqsillar odatda domen chegaralarida boshlanadigan va tugaydigan bo'limlarda ko'rib 
chiqiladi (masalan, Zacharchenkoga qarang). va boshqalar. , 2015). Nihoyat, 
molekulyar og'irlik oralig'ida cheklangan metodologiya sifatida, NMR tadqiqotlari 
ko'pincha izolyatsiya qilingan domenlarga qaratilgan. 

---

Prognoz qilingan kontaktlar yordamida domen chegaralarini bashorat qilish (1-
rasm) juda oddiy fikrga asoslanadi: mahalliy kontaktlar va shuning uchun bashorat 
qilingan kontaktlar domenlar orasidagidan ko'ra domenlar ichida ko'proq. Shunday 
qilib, ikkita teng o'lchamli domenli oqsil uchun kontakt xaritasida birinchi yarmidagi 
qoldiqlar va ikkinchi yarmidagi qoldiqlar o'rtasidagi taxmin qilingan kontaktlarni o'z 
ichiga olgan maydon, domen ichidagi bashoratlarni o'z ichiga olgan zonalarga 
nisbatan kam joylashadi. Ushbu naqshlar ko'pincha vizual tekshiruvda ko'rinadi va 
bioinformatikachilar tomonidan maqsadli ketma-ketlikni tahlil qilish uchun 
foydalanilgan. ab initio modellashtirish (Ovchinnikov, Kim va boshqalar. , 2015 
Beyker va boshqalar. , 2016), lekin miqdoriy jihatdan ham tahlil qilish mumkin. 
Buning uchun taxminiy domen chegaralari oqsil zanjiri bo'ylab namuna olinadi, 
bashorat qilingan domenlararo kontaktlarning zichligidagi minimallarga mos 
keladigan kuchliroq bashoratlar (Rigden, 2002). Past sifatli prognozlar davridan 
boshlab, g'oya yaqinda qayta ko'rib chiqildi va yadroni tekislash usuli yordamida 
amalga oshirildi (Sadowski, 2013). Domen chegaralarini ketma-ketlik asosida 
bashorat qilishning boshqa usullari bilan taqqoslash uning eng yaxshi ishlashi va 
ikkitadan ortiq domenni o'z ichiga olgan oqsillarga nisbatan qo'llanilishini ko'rsatdi 
(Sadowski, 2013). Bu domenga tegishli Dasturiy ta'minot o'zlarining qiziqtirgan 
oqsillarining domen tarkibini bashorat qilishdan manfaatdor bo'lgan strukturaviy 
biologlar uchun tavsiya etilgan yondashuv bo'ladi, ammo hozircha u mavjud emas. 
Shu bilan birga, shunga o'xshash funksiya mavjud bo'lgan ConKit (1-jadval) turli xil 
formatlarda bashorat qilingan kontaktlarning kerakli ro'yxatini qabul qilishi 
mumkin. Va nihoyat, qiziqarli yaqinda olib borilgan ishlar kovariatsiya tahlilining 

---

asosan o'ziga xos tartibsiz oqsillar ichida taxminiy katlama birliklarini aniqlash 
qobiliyatini ham ko'rsatdi (Toth-Petroczy). va boshqalar. , 2016 ). 
Protein kristalli tuzilishini hal qilish uchun bosqichma-bosqich muammoni – faqat 
intensivlik ma'lumotlarini to'g'ridan-to'g'ri o'lchash qobiliyatini eksperimental yoki 
hisoblash vositalaridan foydalangan holda engish kerak. Kontaktni bashorat qilish, 
strukturaviy eritmaning hisoblash yo'li sifatida molekulyar almashtirish (MR) uchun 
eng mos keladi (1-rasm). MRda noma'lum maqsadli tuzilmaning kamida bir qismiga 
yaqin bo'lgan "qidiruv modeli" odatda ketma-ket aylanish va tarjima bosqichlari 
orqali nosimmetrik birlikda joylashgan. Keyinchalik bu joylashtirilgan struktura 
dastlabki elektron zichlik xaritalarini hisoblash imkonini beruvchi taxminiy faza 
ma'lumotlari manbai sifatida ishlatilishi mumkin. Biroq, MRni alohida ko'rib 
chiqishdan oldin, barcha bosqichma-bosqich yondashuvlar uchun protein 
maqsadining domen tuzilishini har tomonlama tushunish qiymatini takrorlash kerak. 
Maqsad va ma'lum protein tuzilmalari yoki oilalari (domenlari) o'rtasidagi tan 
olingan 
evolyutsion 
munosabatlar 
eksperimental 
tuzilma 
yechimini 
osonlashtiradigan xususiyatlar mavjudligini qimmatli ravishda bashorat qilishi 
mumkin. Masalan, metallni bog'lash, asosni bog'lash yoki kofaktor bilan bog'lash 
joylari har bir tabiiy ligandlarni yoki ularning sun'iy analoglarini, foydali anomal 
tarqalish xususiyatlariga va/yoki yuqori massaga ega atomlarni o'z ichiga olishi 
mumkin. Bunday hollarda bitta kristalli yoki ko'p kristalli diffraktsiya ma'lumotlari 
anomal tarqalish va / yoki izomorf almashtirish yondashuvlari bilan hal qilish uchun 
javob beradi (Dauter, 2002 Hendrickson, 2014). Hatto uzoq gomologiyalarni 

---

aniqlashning mashhur usullariga kiradi HHpred (Söding va boshqalar. , 2005 
https://toolkit.tuebingen.mpg.de/hhpred), Phyre (Kelli va boshqalar. , 2015 
http://www.sbg.bio.ic.ac.uk/ 
phyre2/) va FFA S-3 D (Xu va boshqalar. , 2014 http://ffas.godziklab.org). Maqsadli 
va ma'lum tuzilmalar o'rtasidagi yashirin evolyutsion munosabatlarni tanib olishning 
bunday usullari kontaktni bashorat qilishdan ikki jihatdan foyda keltiradi.

---

Xulosa 
X-nurli kristallografiya va tobora ko'proq kriyo-EM kabi atom modellarini olishga 
qaratilgan tizimli biologiya usullarining natijalari mavjud ma'lumotlarga sezgir 
tarzda bog'liq. Faqat ultra yuqori aniqlikda rentgen strukturalarini faqat rentgen 
nurlari diffraktsiyasi ma'lumotlari yordamida aniq takomillashtirish mumkin, chunki 
ma'lumotlardan parametrga juda past (Rupp, 2009). Odatda, kristall tuzilmalarni 
takomillashtirishda kuzatilgan diffraktsiya ma'lumotlarini to'ldirish uchun 
qo'shimcha ma'lumotlar, eng aniq kimyoviy ma'lumotlar, masalan, bog'lanish 
masofalari, shuningdek, mavjud bo'lganda, kristallografik bo'lmagan simmetriyadan 
qo'shimcha cheklovlar qo'llaniladi. Biroq, past piksellar sonida, hatto bu qo'shimcha 
ma'lumotlar ham atomni tozalash uchun etarli emasligi isbotlanishi mumkin va 
shuning uchun rekonstruktsiyalar faqat past aniqlikdagi xarita yoki konvertga 
joylashtirilgan va qattiq jismning aniqlangan alohida bo'linmalari yoki domenlari 
uchun tuzilmalar yoki modellarni o'z ichiga olishi mumkin. Aynan past o'lchamdagi 
tuzilmani talqin qilish sohasida kontakt bashoratlari paydo bo'lgan strukturaviy 
model tomonidan qondirilishi kerak bo'lgan qo'shimcha cheklovlarni taqdim etish 
orqali eng ko'p taklif qiladi (1-rasm). Shunday qilib, bu bashoratlar nafaqat o'rta va 
past aniqlikdagi kristall tuzilmalar va kriyo-EM rekonstruksiyalariga, balki SAXS 
va SANS (Svergun) dan olingan konvertlarning talqiniga ham yordam beradi. va 
boshqalar. , 2013). Ilovalarni molekula ichidagi aloqa prognozlariga bog'liq 
bo'lganlarga va molekulalararo cheklovlardan kelib chiqadiganlarga bo'lish 
mumkin.