9920124 Алгоритм сборки масштабной геометрической модели белка по генетическому коду (науч.)

1. Сборка пептидной группы CCON

1.1. Электронная оболочка атома кислорода собирается путем связывания восьми колец в октаэдр (кольца вписаны в грани октаэдра) с последующим удалением двух смежных колец.

1.2. Группа CO собирается путем развертывания оболочки O в матрицу 3x2=6 колец, добавления по 2 кольца слева и справа до получения матрицы 5x2=10 колец и последующего восстановления расположения колец-электронов атома кислорода.

1.3. Электронная оболочка группы CH₂ собирается путем связывания восьми колец в октаэдр (кольца вписаны в грани октаэдра) с последующим удалением двух колец, образующих тетраэдрический угол.

1.4. Группа СО подвешивается на нить за точку контакта центральных колец матрицы 5x2.

1.5. Группа СH₂ подвешивается к группе СО двумя кольцами, имеющими по одной точке контакта. Каждое из этих двух колец группы СН₂ присоединяется снизу к группе СО так, что строка матрицы 5x2 увеличивается этими кольцами до 7 колец.

1.6. Вторая группа СН₂ подвешивается к группе СО аналогично, увеличивая другую строку матрицы 5x2 до 7 колец.

1.7. Две группы СН₂ соединяются в одной точке между собой (контакт ближайших колец).

1.8. Кольца нумеруются. Подробный алгоритм сборки всех аминокислот.

1. Сборка пептидной группы CCON

1.1. В грани октаэдра вписываются 8 колец.

1.2. 2 смежных кольца удаляются, остальные связываются между собой, с сохранением первоначальной взаимной ориентации.

1.3. Фигура развертывается в матрицу из двух строк по три кольца. Пронумеруем кольца. Первая строка 12, 13, 14. Вторая строка 17, 18, 19.

1.4. Достроим матрицу 2x3 до 2x5. Получим в первой строке 11, 12, 13, 14, 15. Во второй строке: 16, 17, 18, 19, 20.

1.5. Возвращаем первоначальную взаимную ориентацию колец 12, 13, 14, 17, 18, 19.

1.6. Повторяем пункт 1.1.

1.7. Удаляются два кольца, образующие тетраэдрический угол, остальные соединяются с сохранением взаимной ориентации.

1.8. Кольца, имеющие по одному контакту с остальными, пронумеруем 2 и 3. К кольцу 2 присоединено кольцо 8, к кольцу 3 присоединено кольцо 9.

1.9. Если ближайшее к нам кольцо 8, а кольцо 2 над ним, то к кольцу 8 слева подсоединено кольцо 1, а справа кольцо 10.

1.10. Кольцо 2 присоединяется к кольцу 11, кольцо 3 присоединяется к кольцу 15.

1.11. Повторяем пункт 1.1 и 1.7. Кольца имеют следующую нумерацию 5 аналогично 2; 6-3; 4-1; 7-10; 21-8; 22-9.

1.12.Присоединяем кольцо 5 к 20; 6 к 16; 7 к 10. Кольцо 21 удаляем, сохраняя взаимную ориентацию всех остальных колец. Кольца 1, 2, 3 являются тремя "точками подключения" пептида к белковой цепи или "входная тройка". Кольца 4, 5, 6 – "радикальная тройка". Кольца 4, 5, 7 – "выходная тройка". Кольца 12, 13, 14, 17, 18, 19 – модель электронной оболочки кислорода; 11, 15, 16, 20 – углерода группы СН₂; 8 – водорода группы NH; 22 – водорода группы СН.

2. Сборка радикалов аминокислот

2.1. Аланин. Повторяем пункт 1.1. Нумеруем кольца: 31-1; 32-2; 33– 3; 34-10; 35-8; 37-9; 36 соединено с 32, 33, 34.

2.2. Кольцо, соединенное с 31, 32, 33, удаляем. Кольца 31, 32, 33 – "входная тройка" радикала (унифицированная нумерация для всех радикалов). Кольца 31, 32, 33, 34 – модели электронов углерода группы СН₃. Кольца 35, 36, 37 – водорода.

2.3. Аргинин получим, достраивая аланин. Кольцо, соединенное с 31, 32, 34, удаляем.

2.4. Повторяем П 1.1; 1.7. Нумеруем кольца 41-1; 42-2; 43-3; 44-10; 45-8; 46-9.

2.5. К тройке 31, 32, 34 присоединяем тройку 42; 41; 43 соответственно.

2.6. Повторяем П 2.4 51-41; 52-42; 53-43; 54-44; 55-45; 56-46.

2.7. Присоединяем тройку 51, 52, 53 к тройке 44, 42, 43.

2.8. Аналогично, тройку следующей группы NH 61, 62, 63 к тройке 54, 52, 53.

2.9. Группу С(NH)NH₂ получим из пептидной группы перенумерацией колец. 71-80 соответствуют 11-20. 84, 85, 86, 87, 91, 92 соответствуют 4, 5, 6, 7, 21, 22. Кольцо 99 соединено с 84, 85, 86.

2.10. Тройку 71, 75, 87 присоединяем к тройке 62, 63, 64. Водородная связь возникает между кольцом 73 и 35 (соединено с 31, 33, 34). Радикал подключается кольцом 31 к кольцу 4 CCON.

2.11. Аспарагин получим перенумерацией колец пептидной группы (добавление к номеру числа 30).

2.12. Тройку 31, 32, 33 присоединим к тройке 5, 4, 6 соответственно.

2.13. Аспарагиновая кислота. Повторяем 2.11 и 2.12.

2.14. Цистеин получим из аланина. Кольцо, соединенное с 31, 33, 34, удаляем, и к этой тройке подсоединяем группу, соответствующую радикалу аланина с нумерацией колец на 10 большей, чем номера колец радикала аланина. При этом 31 соединяется с 41.

2.15. Глутамин и глутаминовая кислота. Кольцо, соединенное с 31, 33, 34 аланина, удаляем, и к тройке 31, 33, 34 присоединяем тройку 41, 42, 43 (номера получены прибавлением числа 40 к номерам колец пептидной группы), в выходную и радикальную тройку которой вставлено по кольцу 63 и 64 соответственно.

2.16. Глицин. В радикальную тройку пептидной группы вставлено кольцо 24.

2.17. Гистидин. Собираем матрицу 2x3 и нумеруем. Первая строка 33, 34, 35. Вторая строка 36, 37, 38.

2.18. Собираем вторую матрицу 2x3. Первая строка 32, 39, 40. Вторая строка 41, 42, 43.

2.19. Соединяем кольцом 31 кольца 36 и 41, 44 – 37 и 42, 45 – 38 и 43, 46 – 35 и 40, 47 – 34 и 39. Кольцо 31 радикала подключается к кольцу 4 пептидной группы. Кольцо 32 к 6; 33 к 5.

2.20. Изолейцин. От тройки 31, 33, 34 аланина отсоединяется кольцо и подключается тройка 41, 43, 42, получаемая прибавлением числа 10 к номерам колец цистеина. Аналогично к 32, 33, 34 – 61, 62, 63 получается прибавлением "30" к номерам колец аланина.

2.21. Лейцин. От тройки 31, 33, 34 аланина отсоединяется кольцо и подключается тройка 42, 43, 41, получается прибавлением числа 10 к номерам колец валина (см. ниже).

2.22. Лизин. От тройки 31, 33, 34 аланина отключают кольцо и подключают тройку 41, 43, 42 (аланин + 10).

2.23. От тройки 41, 43, 44 отключают кольцо и подключают тройку 51, 53, 52 (аланин + 20).

2.24. От тройки 51, 53, 54 отключают кольцо и подключают тройку 61, 63, 62 (аланин + 30).

2.25. От тройки 61, 63, 64 отключают кольцо и подключают тройку 71, 73, 72 (аланин + 40). Кольцо, соединенное с 71, 73, 74 образует водородную связь с кольцом 22 пептидной группы.

2.26. Метеонин. От тройки 32, 33, 34 аланина отключают кольцо и подключают тройку 41, 42, 43 (аланин + 10).

2.27. Кольцо 44 отключают и подключают кольцо 51 (аланин + 20) к кольцу 47, соединенному с 41 и 42. Кольца 52 и 53 подключаются к кольцам 62 и 67 (см. п. 1.3 и прибавляй 50).

2.28. Кольца 64 и 69 соединяются с кольцами 45 и 46 соответственно. Водородная связь образуется между кольцом 51 и 18.

2.29. Фенилаланин. От тройки 31, 33, 34 аланина отключают кольцо и подключают кольца 41, 42, 43 соответственно. Они получаются следующим образом:

2.30. На плоскости укладываются 6 колец по кругу, соединяются между собой и нумеруются против часовой стрелки: 41, 44, 45, 46, 47, 48.

2.31. Номера колец второго круга: 43, 49, 50, 51, 52, 53. Кольцо 54 соединяет кольца 44 и 49, 55 – 45 и 50, 56 – 46 и 51, 57 – 47 и 52, 42 – 48 и 53.

2.32. Пролин. Радикальная тройка закрыта кольцом 99. К выходной тройке 4, 5, 7 подключена тройка 31, 32, 33 аланина.

2.33. Отсоединяем кольцо от тройки 32, 33, 34 и подсоединяем 42, 43, 41 (аланин + 10). Выходная тройка: 42, 43, 44.

2.34. Серин аналогично цистеину.

2.35. Треонин аналогично валину.

2.36. Триптофан. От тройки 32, 33, 34 аланина отключают кольцо и подключают кольца 41, 42, 43 соответственно. Они получаются так:

2.37. На плоскости укладывается матрица 3x3: 41, 44, 45; 46, 47, 48; 49, 50, 51. Вторая матрица 43, 52, 53; 54, 55, 56; 57, 58, 60.

2.38. Кольцо 42 соединяет кольца 44 и 52, 61 – 45 и 53, 62 – 48 и 56, 63 – 51 и 60, 64 – 50 и 58, 65 – 49 и 57, 66 – 46 и 54.

2.39. Тирозин. От двойки 46 и 51 фенилаланина отключается кольцо 56 и подключается тройка 61, 62, 63 (аланин + 30) к тройке 46, 51, 57.

2.40. Валин. От тройки 31, 33, 34 аланина отключается кольцо и подключаются 41, 42, 43 (аланин + 10).

2.41. От тройки 32, 33, 34 отключается кольцо и подключаются 51, 52, 53 (аланин + 20).

3. Сборка белка

Входная тройка следующего пептида подключается к выходной тройке предыдущего согласно композиционной таблице генетического кода и самому коду.

http://ftp.decsy.ru/nanoworld/index.htm