Другие фотографии на эту тему можно посмотреть в фотоальбоме "Облачные резонаторы": http://fotki.yandex.ru/users/nanoworld88/album/186130/?

В лаборатории Наномир создан ПикоСофт, который определяет вторичную и третичную структуры белка автоматически по кодирующей нуклеотидной последовательности. Точность пикотехнологических моделей превосходит точность РСА, ЯМР, нейтронной дифракции в сотни, а иногда и в тысячи раз. Сравнивая данные, полученные с помощью программы "Пикотехнология" с результатами РСА и др. экспериментальных методов удалось обнаружить сильную корреляцию, но в то же время стали видны систематические ошибки этих методов. Подробнее можно прочитать в научной статье: http://www.nanoworld.org.ru/data/01/dat … 000509.htm
Там проведён статистический анализ и получены достоверные результаты, что позволило максимально приблизиться к нативной форме белка с разрешением 1 пикометр. Углеводная составляющая тоже может быть смоделирована, но пока это не автоматизировано.

Методика.

В основу алгоритма положена таблица композиционного генетического кода:

И формы аминокислотных остатков.

Формы устойчивых электронных оболочек атома. Подробнее: http://nanoworld88.narod.ru/data/104.htm

 
Модели атома нобелия,     кристалла алмаза,         кристалла NaCl

Речь идёт о модельных экспериментах, которые помогли определить формы простых молекул и более сложных, таких, как аминокислоты. В экспериментах электроны смоделированы кольцами, атомы и молекулы - кольцегранниками.

Более подробно с азами пикотехнологии можно ознакомиться по учебным пособиям, допущенными министерством образования и науки России:

Подробнее см. в 250-ом выпуске рассылки "Новости лаборатории Наномир": http://nanoworld88.narod.ru/data/250.htm

Ниже показаны формы аминокислот.

        Аланин                   Фенилаланин               Метионин                Триптофан
Группа азота показана синим шариком. В процессе сборки белка он замещает группу OH (показана кольцегранником без шарика). Модели других аминокислотных остатков можно посмотреть в 279-ом выпуске рассылки "Новости лаборатории Наномир": http://nanoworld88.narod.ru/data/279.htm

Проработаны динамические свойства аминокислот. Подробнее см. через обложку сайта: http://nanoworld.narod.ru/

В процессе участия в международном конкурсе по определению структуры белков CASP3 была создана первая версия программы Пикотех, которая сохраняла третичную структуру белка в формате PDB. Но мы начнём демонстрацию работы программы Пикотех с определения вторичной структуры белка. В любом случае входными данными является файл с нуклеотидной последовательностью в формате DNE или FASTA:

Пример входного файла (фрагмент гонадотропина):

FT   CDS     1..45
     gctctgctgc tgctggcgtc ggcgctgctc gtgtcgctga cgcac
//

По файлу программа Пикотех строит схему вторичной структуры:

Вторичная структура фрагмента гонадотропина (310-спираль)

Прямой участок альфа-спирали (альфа-керотин)

Прямая пи-спираль

Пи-спираль с изломом. В середине виден одиночный альфа-код, изгибающий пи-спираль.

Участки бета-спирали.

3D-модели, построенные по нуклеотидным последовательностям программой Пикотех:

Альфа-спираль Бета-спираль    Пи-спираль        310-спираль
Подробнее можно посмотреть в 287-ом выпуске рассылки: http://nanoworld88.narod.ru/data/287.htm

Фрагмент сравнительной схемы для 7 белков NOS1 (по заказу лаборатории университета)

Гистоновый комплекс (уровень нанотехнологии)

То же (уровень пикотехнологии)

Шаперон (нанотех)

Шаперон (пикотех)

Шаперон (пикотех)
Подробнее см. в 212-ом выпуске рассылки: http://nanoworld88.narod.ru/data/212.htm

Заменим модель субъединицы коллагена на упрощённую (из многогранников)

Из этих субъединиц складывается модель гиперспирали коллагена...

Пикотехнологическая модель гиперспирали коллагена. Подробнее в 263 выпуске рассылки: http://nanoworld88.narod.ru/data/263.htm

Из димеров тубулина складывается модель одного слоя микротрубочки:

Третья субъединица не меняет форму комплекса, но влияет на устойчивость.
Подробнее в 263 выпуске рассылки: http://nanoworld88.narod.ru/data/263.htm

Мембранный белок с диафрагмой.

Упрощённая динамическая модель. Подробнее в 270 вып: http://nanoworld88.narod.ru/data/270.htm

Две (из 6) субъединицы инсулина

Гексамер инсулина. Подробнее в 276 и 278 вып:
http://nanoworld88.narod.ru/data/276.htm
http://nanoworld88.narod.ru/data/278.htm

Модель интерлейкина-34. Подробнее в 281-ом вып.

Пикотехнологическая модель NOS1 (по заказу лаб. университета)

Программа Пикотех сохраняет PDB-файлы, которые можно просматривать стандартными браузерами:

Пример PDB-файла (фрагмент гонадотропина), полученного с помощью программы Пикотех:

PFRMAT TS
TARGET R00xx
AUTHOR
REMARK Predictor remarks.
REMARK http://nanoworld.narod.ru
REMARK
REMARK Target sequence (15 acids)
REMARK ALLLLASALLVSLTH
REMARK
METHOD Method description
METHOD The strong correlation dependence of spatial structure
METHOD of the protein from its nucleotide sequence was
METHOD theoretically predicted by physical modelling,
METHOD experimentally  discovered and statistically confirmed.
METHOD In the process of biosynthesis the third nucleotide of
METHOD the codon controls the orientation of the amino acid
METHOD forming the concrete spatial isomer that is the
METHOD conformation of the protein molecule cutting off
METHOD competition ways of the forming of 2D and 3D structures.
METHOD On this base the computer program "Pikotechnology" for
METHOD the prediction of 2D structure of the proteins on their
METHOD nucleotide sequence was created.
MODEL 1
PARENT N/A 1
ATOM      1  N   ALA A   1       6.532   8.757 -13.665  1.00  0.50      A   
ATOM      2  CA  ALA A   1       5.710   8.898 -13.162  1.00  0.50      A   
ATOM      3  C   ALA A   1       5.559   8.459 -12.260  1.00  0.50      A   
...
ATOM    105  CD2 HIS A  15       3.130   1.058   1.794  1.00  0.50      A   
ATOM    106  NE2 HIS A  15       2.709   0.953   1.260  1.00  0.50      A   
ATOM    107  CE1 HIS A  15       2.288   0.848   0.722  1.00  0.50      A   
TER
END

Пикотехнологическая модель 310-спирали гонадотропина

***

Модель бензола, которая легла в основу моделей ДНК/РНК

Модель ступени ДНК

Модель ДНК

Упрощённая модель тРНК

ССА-конец тРНК с аминокислотой

Увеличить: http://img-fotki.yandex.ru/get/4515/nan … c_orig.gif
Объяснение механизма трансляции. Подробнее в 272-ом вып: http://nanoworld88.narod.ru/data/272.htm

Список научных трудов: http://nanoworld88.narod.ru/data/292.htm

Дополнительный критерий для проверки Пикотехнологии: http://nanoworld88.narod.ru/data/288.htm

Цитата: число мутаций в третьей позиции должно совпадать с процентом "одиночных" кодов 1 и 4 Конец цитаты.

209 Вторичная структура гонадотропина 310-спираль
263 Моделирование тубулина.
270 Мембранный белок с диафрагмой. Динамика.
272 Модель ДНК
276 Гексамер инсулина
277 Гиперспираль коллагена
278 Инсулин, коллаген PDB-файлы
279 Формы аминокислотных остатков
281 Интерлейкин-34, CASP10
287 Модели альф-,бета-,пи-,310-спирали.

Kushelev пишет:

Victoria пишет:

В принципе подкорректировать структурный шаблон в дальних взаимодействиях можно молекулярной динамикой, я планировала это использовать, но для этого не достаточно мощности одного компьютера (даже моего ). Нужна грид-система для расчёта.
Можно в нашу команду пригласить программиста или молбиолога с доступом к распределённым расчётам в грид-системе.

А программа RasTop, PyMOL или Swiss Viewer не могут выполнить функцию виртуальных шаперонов, чтобы "устрясти" проблему?

Нет, вьюеры как чукчи: что вижу -- то и пою .

Кушелев: Давайте проверим CASP10 на реальность. Попробуйте загрузить на их сервер какой-нибудь крупный pdb-файл из PDB (Protein Data Base). Вот будет хохма, если "экспериментальные" файлы из PDB будут отвергнуты фильтром CASP10 на основании "неправильного" расстояния между атомами C-альфа разных аминокислотных остатков. Кстати, я не понял, какое там ограничение на это расстояние?

В реальных белках расстояние между атомами C-альфа разных остатков могут уменьшаться практически до длины одинарной ковалентной связи, т.е. 1.54А. При этом расстояние между атомами C-альфа смежных остатков порядка 3 с хвостиком ангстрем, т.к. между ними находится атом азота, связанный с одним из атомов С-альфа одинарной ковалентной связью, а с собственным С-альфа - ацетальной связью, которая длиннее ковалентной.

Так что проверка расстояния между атомами C-альфа разных остатков превратила CASP10 в конкурс птичьих молочных продуктов

Оригинал: http://img-fotki.yandex.ru/get/6109/126 … 5_orig.gif

Оригинал: http://img-fotki.yandex.ru/get/6108/126 … 2_orig.jpg

Кушелев: Эта модель бензола была 13-ой или 14-ой по счёту. Сначала Дмитрий Кожевников сделал первую модель бензола, которую я раскритиковал. Затем вторую. Потом третью. Потом моё терпение лопнуло и я тоже начал делать одну модель бензола за другой. Мы забраковывали модели бензола быстрее, чем делали. То не там расположены ядра водорода, протоны, то не то число электронов, то не та симметрия. Все модели, кроме последней, не отвечали требованию практически одинаковой энергии связи всех электронов бензола.

Только эта модель удовлетворила всем требованиям, в т.ч. и этому.

Вот несколько моделей бензола, созданных в процессе исследования:

Виктория Соколик предложила такую модель бензола:

Такая модель у нас с Кожевниковым тоже была. Она была забракована по двум причинам.
1. Протоны не попадают в плоскость ядер углерода.
2. Такой вариант имеет много изомеров, которые отсутствуют у реальной молекулы бензола.

Кушелев: Разбиваться, конечно, будут и "летающие тарелки", но уровень надёжности у них будет на несколько порядков выше, т.е. если самолёты падают часто, т.е. каждый 5000-ый пассажир гибнет, то пилотируемые "летающие тарелки" падают так редко, что гибнуть будет, например, каждый миллиардный пассажир. Другими словами, жертв будет в сотни тысяч или в миллионы раз меньше.

Что же касается терроризма, то он будет привязан к большому скоплению людей. Поэтому самыми эффективными антитеррористическими мерами является децентрализация и уменьшение социального давления ноосферы, т.е. дробление социальных коллекторов, где происходит большое скопление людей.

Создание эфирофлота с децентрализованным управлением и большим числом "летающих тарелок" может радикально изменить тенденцию возрастания опасности погибнуть в разного рода технических и социальных катастрофах.

Кушелев: Данная нуклеотидная последовательность позволит увидеть разницу между пикотехнологическими моделями белков Виктории Соколик и Александра Кушелева. Я сейчас тоже построю модель с помощью программы "Пикотехнология" этого белка:

cat gga ggt ggc ggt caс

Кстати, что нам мешает организовать собственный международный конкурс, где известны участники и все их данные?
На наш конкурс смогут зайти потенциальные заказчики PDB-файлов и сами выбрать те PDB-файлы, которые им понравятся, т.е. те, которые они смогут проверить на экспериментальных данных.

Нуклеотидная последовательность первого конкурсного белка: cat gga ggt ggc ggt caс

Композиционный код: 3,2,3,1,3,1

Оригинал: http://img-fotki.yandex.ru/get/6210/126 … 8_orig.gif

Пластмассовая модель белка His_His

Оригинал: http://img-fotki.yandex.ru/get/6305/126 … 9_orig.gif
Компьютерная модель, построенная с помощью текущей версии программы Пикотехнология (скрипта Савина-Кушелева) не учитывает изменение транспозиционных углов, поэтому хотя цикл замыкается, но во-первых, атомы налезают друг на друга, а во-вторых, радикалы гистидинов не дотягиваются друг до друга. Цикл в реальности слегка развёрнут, как показывает пластмассовая модель. Как Вы уже догадались, речь идёт о циклическом фрагменте белка, который замкнут не через дисульфидный мостик, а через радикалы гистидина. При этом наиболее точной является пластмассовая модель, доработанная вручную.

Прошу прощения, господа, за офтоп ....
Уважаемый А.Кушелёв, помнится в прошлом году (до обвала сайта) мной под ником "eolla" велась тема "Особые свойства русского языка"
Ввиду явной заинтересованности форумчан "лаборатории НАНОМИР" вопросами в публикациях того времени, а также в наличии у автора новых материалов ранее не опубликованных, если сочтёте возможным откройте, пожалуйста, эту тему в этом году.
"Особые свойства русского языка"
Ник: Валентин Навескин.
С уважением,
В.В.Н.

Оригинал: http://img-fotki.yandex.ru/get/6303/126 … 6_orig.jpg

Кушелев: Вы хотите стать вечно-молодым?
Kushelev: Do You want eternal youth?
American man: I like to grow old.
Американец: Я хочу стать старым.
Кушелев: А стать здоровее и жить вечно?
Kushelev: What about to become healthier and live forever?
American man: Growing old is good!
Американец: Стать старым - это хорошо!
American man: What about dying. Natural progression...
Американец: Это - естественный процесс...
Кушелев: Вы отказываетесь от шанса жить вечно?
Kushelev: Do You renonce the chance to live forever?
American man: Yes.
Американец: Да.
Кушелев: Жаль!
Kushelev: Sorry!

Кушелев: На примере водорода легко ответить на Ваш вопрос. У протия один протон и ни одного нейтрона, значит протонов в бесконечное число раз больше. У дейтерия один протон и один нейтрон, т.е. поровну. У трития один протон и два нейтрона, т.е. нейтронов в два раза больше. Атомов, ядра которых состоят из одних нейтронов я пока не знаю. Возможно, что таким атомом мог бы стать нейтрон (ядро) с оболочкой, состоящей из электрона и позитрона, т.е. гипотетический атом Кушелева мог бы состоять из атома позитрония с нейтроном в качестве ядра.

При низкой температуре магнитное взаимодействие нейтрона с электрон-позитронной оболочкой могло бы стабилизировать атом Кушелева, т.е. в случае орто-позитрония такой атом с нейтронным ядром мог бы существовать так же долго, как существует атом ортопозитрония, т.е. 142 нс. Это в полтора раза больше, чем время 100-мегаваттного импульса на ускорителе в Дубне. Но в случае пара-позитрония атом Кушелева жил бы всего  0.125 нс, т.е. в ~1000 раз меньше. Это в ~3 раза меньше периода колебаний в магнетроне микроволновой печи.

Атом Кушелева интересен тем, что число нейтронов в нём в бесконечное число раз больше, чем число протонов.

Уважаемый Анатолий Васильевич! Мне очень нравятся Ваши вопросы! Они помогают делать научные открытия

На примере рубиновой звезды "треугольного" тока мы видим необычный фрактальный резонатор. По существу это - дефрактал (деформированный фрактал), в котором элементы повёрнуты относительно лучей симметрии резонатора.

Зачем поворачивать элементы второго фрактального уровня?

Очень просто! Чтобы деформировать гармонику...

Эпюры напряжения первой гармоники и второй деформированной "гармоники" (развёртка полярных координат).

В результате мы получим несинусоидальную "гармонику" номер два в замен бесконечного числа нечётных гармоник!

Получаем "округление" за счёт деформации. В данном случае за счёт поворота элементов второго фрактального уровня.

К основной гармонике добавляется ещё третья, амплитуда которой подобрана таким образом, чтобы получился генератор треугольного тока.

Интересно измерить отношение радиуса звезды-15 к радиусу звезды-5 и сравнить с отношением амплитуд третьей и первой гармоник резонатора треугольного тока.

А ещё интересно смоделировать рубиновую звезду треугольного тока в программе HFSS.

Кушелев: В первом триместре беременности плацента подавляет выработку гипофизарных гормонов, которые после 40 лет начинают по программе старить и убивать человека. Вместо них плацента формирует собственный гормональный фон. Если поддерживать этот фон, ежедневно принимая нужные гормоны в нужных количествах (в сумме столовая ложка), то можно неограниченное время находиться в репродуктивном биологическом возрасте, т.е. ~30 лет.

Для реализации этого достаточно определить полный спектр гормонов плаценты, влияющих на возраст.

Сколько это стоит?

Идентификация одного гормона обходится в среднем в 10 000 евро. Всего плацента вырабатывает около 100 гормонов, бОльшая часть которых не идентифицирована. Таким образом, цена вопроса ~10 000 * 100 = 1 000 000 евро.

Каков срок создания эликсира "вечной молодости"?

Идентифицировать все гормоны плаценты можно от нескольких месяцев до нескольких лет.

Программа исследований и смета затрат на начальном этапе: http://nanoworld.narod.ru/20110613.doc