دانلود مقاله ترجمه شده تناقض در محاسبه‌ی انرژی و تا خوردگی پروتئین به شیوه‌ی ab initio

پیش بینی متعارف ساختار سوم پروتئین با استفاده از توالی، چالشی در بیوشیمی می‌باشد. دانسته‌ها حاکی از آن است که انرژیهای محاسبه شده توسط توابع رتبه با اساس فیزیک، با توجه به عملکرد پیشین آن در مورد پروتئین‌های کوچک، قادر به تشخیص پروتئین‌های تاخورده‌ی طبیعی از غیر طبیعی می‌باشد و اینکه نمونه‌ گیری از پیکربندی، مانعی اساسی در تاخوردگی موفق پروتئین بود. ما نشان دادیم که اگر اندازه‌ی پروتئین افزایش یابد، خطا در انرژیهای محاسبه شده به مشکلی بزرگ نبدیل خواهد شد. ما با استفاده از توابع تراکم احتمال خطا، نشان دادیم که رتبه‌های با اساس فیزیک، حاوی خطاهای قابل توجه سیستماتیک و تصادفی در انرژیهای دقیق مرجع می‌باشند. این خطاها، در سراسر پروتئین توزیع می‌شوند و به شکلی وسیع موجب انحراف چشم انداز انرژی آن می‌شوند، بطوریکه همین موجب کم شدن شانس توابع رتبه‌ی مدرن در یافتن موفقیت آمیز حداقل انرژی در پروتئین‌های بزرگ می‌گردد. با این وجود، با تشخیص خطاهای تابع رتبه با اساس فیزیک، این خطاها در مسیر پیش رو می‌توانند کاهش یابند، همچنین دقت محاسبه‌ی انرژی می‌تواند بهبود یابد و تشخیص شکل تاخورده پروتئین ممکن شود.

یکی از مسائلی که مطالعات فراوانی روی آن انجام شده و همچنان بدون حل باقی مانده، محاسبات بیوشیمیایی در مسئله‌ی تاخوردگی ab- initio یا تاخوردگی ساختار سه بعدی پرتئین از روی توالی آمینو اسیدی آن می‌باشد. در سالهای اخیر، روش‌های با اساس فیزیک (آنهایی که مدلهای ساده‌ی میانکنش‌های درون و میان مولکولی یک سیستم شیمیایی می‌باشند)، به صورت ترکیب شده با جستجوها و نمونه گیریهای گسترده از پیکربندی، به عنوان راه حل اصلی این مسئله شناسایی شد. اساس هر روش بر پایه‌ی فیزیک که در مطالعه‌ی تاخوردگی پروتئین مورد استفاده قرار می‌گیرد فرضیه‌ای ترمودینامیکی است که بیان می‌کند نوعی از تاخوردگی در یک پروتئین که از نظر زیستی فعال است، در حداقل انرژی قرار دارد. این الگویی است که بسیار مورد استفاده قرار گرفته است، با این وجود، استثنائاتی نیز برای این قائده وجود دارد. شبیه سازی دینامیک مولکولی (MD) معمولا با استفاده از پتانسیلهای فیزیکی در تجزیه و تحلیل سینتیک تاخوردگی پروتئین استفاده می‌شد، با این وجود بازه‌های زمانی مورد نیاز برای شبیه‌سازی کامل فرآیند تاخوردگی پروتئین‌های بزرگ می‌تواند به شکلی ممانعت کننده طولانی بشود. جستجو براساس مونته کارلو و تکنیکهای به حداقل رساندن  نیز همراه پتانسیلهای محاسبه شده با اساس فیزیک به کار گرفته شده‌اند. متأسفانه، اینها و دیگر روش‌های با اساس فیزیک در پیش‌بینی صحیح تاخوردگی پروتئین‌های دارای بیش از 100 آمینو اسید، مشکل دارند...