Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Применение построения Вороного - Делоне для исследования доменной структуры глобулярных белков

А.А. Анашкина, В.Г. Туманян

Московский физико-технический институт

Институт Молекулярной Биологии им. Энгельгардта РАН

Белки, особенно крупные, имеют сложное иерархическое строение. Известно, что существует оптимальный размер гидрофобного ядра, так что при увеличении длины цепи происходит образование следующего гидрофобного ядра. Разные мультидомены белка могут выполнять различные функции, например как РНК-полимераза. Доменная модель белка позволяет интерпретировать структуру и структурообразование белка с физических позиций. Согласно доменной модели, белок состоит из структурно и / или энергетически разделенных единиц, что существенно не только для формирования, но и для функционирования белка.

Для определения доменов применялось множество методов, от калориметрии до анализа Ван-дер-Ваальсовых взаимодействий в белковой глобуле. Но существует ли независимый метод, позволяющий объединить аминокислоты в домены? Как найти ближайших соседей? Как мы можем оценить, какое пространство приходиться на данный атом? На все эти и множество других вопросов дает ответ математика. Существует удобный в данном случае метод, которым каждому атому выделяется некоторое окружающее его пространство.

Идея о том, что для любого центра из некоторого ансамбля можно выделить область пространства, относящуюся к данному центру, возникала неоднократно. По-видимому, самая ранняя иллюстрация разбиения Вороного (в двумерном случае) сделана Декартом и относиться к 1644 году. Следующими, кто касался этой проблемы, были Гаусс(1840 г.), Дирихле (1850 г.) и Вороной (1908 г.). После этих работ естественной областью применения многогранников Вороного стала кристаллография, например в работе от (1927 г.) Нигли называет область, ближайшую к данному атому, областью действия (активности) данного атома. Следующим независимым открытием многогранников Вороного является ячейка Вигнера-Зейтца (1933 г.). Это построение является одной из возможностей выбора простейшей кристаллической ячейки, заполняющей при трансляции все пространство. Данное построение нашло применение, помимо физики и химии, в целом ряде других наук – в метеорологии, экологии, астрономии, экономике, картографии, компьютерной графике, робототехнике.

В нашей работе мы разработали этот метод для анализа пространственного распределения в белковой глобуле. Был разработан алгоритм поиска трехмерных полиэдров Вороного. Была написана программа на С++, позволяющая считывать из файлов PDB – банка информацию о координатах атомов в молекуле белка и производить расчет по трехмерному построению полиэдров Вороного и написан графический интерфейс для визуализации производимых построений.

Перспективы данного направления разнообразны. Далее можно проводить анализ пространства, окружающего каждый атом, вычислять объем полиэдра и площади контактов с соседними атомами. Таким образом, мы можем вычислить всех ближайших соседей, обнаружить полости и щели внутри белковой глобулы и объединить аминокислоты в домены соответственно площадям соприкосновения.

Литература

Н.Н.Медведев. Метод Вороного-Делоне в исследовании структуры некристалических систем.Новосибирск,Изд.СО РАН НИЦ ОИГГМ,2000.
Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика