1

Тема: Доклад для лабораторий РСА, ЯМР, нейтронной дифракции

http://img-fotki.yandex.ru/get/5643/158289418.4c/0_9a211_120a7979_orig.gif
http://img-fotki.yandex.ru/get/4135/158289418.4c/0_9a1c6_1b85819e_orig.jpg

Доклад для лабораторий РСА, ЯМР, нейтронной дифракции

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:

http://img-fotki.yandex.ru/get/4121/158289418.4c/0_9a20b_e93f1ac6_orig.jpg

http://img-fotki.yandex.ru/get/6308/126580004.52/0_bcbf2_14392c02_orig.png

И формы аминокислотных остатков.
http://img-fotki.yandex.ru/get/9/nanoworld.0/0_5a38_3fa834cd_orig
Формы устойчивых электронных оболочек атома. Подробнее: http://nanoworld88.narod.ru/data/104.htm

http://img-fotki.yandex.ru/get/5604/70695945.6/0_80f5c_3afc9b1b_orig.gif http://www.nanoworld.org.ru/data/01/data/avi/diamond.gif  http://www.nanoworld.org.ru/data/01/data/avi/na-cl.gif
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:

http://img-fotki.yandex.ru/get/5812/126580004.7/0_aaaf4_9fd81ee2_L.jpg

http://img-fotki.yandex.ru/get/4813/126580004.7/0_aaa3e_a854fe1a_L.jpg

http://img-fotki.yandex.ru/get/4412/126580004.7/0_aaa3f_40815c3d_L.jpg

http://img-fotki.yandex.ru/get/5014/126580004.7/0_aaa40_a6a95285_L.jpg

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

Ниже показаны формы аминокислот.

http://img-fotki.yandex.ru/get/5638/158289418.4c/0_9a20e_a8d082b3_orig.jpg
http://img-fotki.yandex.ru/get/6211/126580004.52/0_bcc22_c76df23e_orig.gif http://img-fotki.yandex.ru/get/6301/126580004.52/0_bcc21_bcb086e6_orig.gif http://img-fotki.yandex.ru/get/6110/126580004.52/0_bcc20_7ccf87d1_orig.gif http://img-fotki.yandex.ru/get/6306/126580004.52/0_bcc2d_2ece77d1_orig.gif
        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

http://img-fotki.yandex.ru/get/6211/126580004.53/0_bcc51_ef8e1f5a_orig.gif http://img-fotki.yandex.ru/get/6211/126580004.53/0_bcc50_ee3f42dd_orig.gif http://img-fotki.yandex.ru/get/6210/126580004.53/0_bcc52_53faa8b2_orig.gif
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
//

Достаточно ссылки на файл типа этой: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/M57671.1

По файлу программа Пикотех строит схему вторичной структуры:

http://img-fotki.yandex.ru/get/6308/126580004.52/0_bcc2e_82e18973_orig.gif
Вторичная структура фрагмента гонадотропина (310-спираль)

http://img-fotki.yandex.ru/get/6110/126580004.53/0_bcc34_80864ee1_orig.gif
Прямой участок альфа-спирали (альфа-керотин)

http://img-fotki.yandex.ru/get/6211/126580004.53/0_bcc36_b874498a_orig.gif

http://img-fotki.yandex.ru/get/6308/126580004.53/0_bcc33_36d734d2_orig.gif

http://nanoworld88.narod.ru/data/288_files/0_85d09_8d7f6a3d_orig.gif
Прямая пи-спираль

http://img-fotki.yandex.ru/get/6303/126580004.53/0_bcc38_efc44999_orig.gif
Пи-спираль с изломом. В середине виден одиночный альфа-код, изгибающий пи-спираль.

http://img-fotki.yandex.ru/get/6301/126580004.53/0_bcc39_20b9a5c1_orig.gif
Участки бета-спирали.

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

http://img-fotki.yandex.ru/get/4124/158289418.4c/0_9a20d_fd5fc9e_orig.jpg
http://img-fotki.yandex.ru/get/6210/126580004.53/0_bcc31_366c6e2c_orig.gif http://img-fotki.yandex.ru/get/6304/126580004.53/0_bcc32_4f52ef7b_orig.gif http://img-fotki.yandex.ru/get/6302/126580004.52/0_bcc2f_a96d98c5_orig.gif http://img-fotki.yandex.ru/get/6307/126580004.52/0_bcc30_b4791ec4_orig.gif
Альфа-спираль Бета-спираль    Пи-спираль        310-спираль
Подробнее можно посмотреть в 287-ом выпуске рассылки: http://nanoworld88.narod.ru/data/287.htm

http://img-fotki.yandex.ru/get/6305/126580004.51/0_bca40_e8dadd3f_orig.gif
Фрагмент сравнительной схемы для 7 белков NOS1 (по заказу лаборатории университета)

http://img-fotki.yandex.ru/get/6301/126580004.53/0_bcc3e_667123fb_orig
Гистоновый комплекс (уровень нанотехнологии)

http://img-fotki.yandex.ru/get/6211/126580004.53/0_bcc3c_89eaa5e7_orig
То же (уровень пикотехнологии)

http://img-fotki.yandex.ru/get/6111/126580004.53/0_bcc3d_dfc05b45_orig
Шаперон (нанотех)

http://img-fotki.yandex.ru/get/6306/126580004.53/0_bcc3b_e28e5537_orig
Шаперон (пикотех)

http://img-fotki.yandex.ru/get/6300/126580004.53/0_bcc3a_bcf587ae_orig
Шаперон (пикотех)
Подробнее см. в 212-ом выпуске рассылки: http://nanoworld88.narod.ru/data/212.htm

http://img-fotki.yandex.ru/get/2708/126580004.3e/0_b1a4c_6cd8cb3c_orig.gif
Заменим модель субъединицы коллагена на упрощённую (из многогранников)

http://img-fotki.yandex.ru/get/6303/126580004.53/0_bcc41_fa12af9_orig.gif http://img-fotki.yandex.ru/get/6307/126580004.53/0_bcc40_eed77702_orig.gif
Из этих субъединиц складывается модель гиперспирали коллагена...

http://img-fotki.yandex.ru/get/4423/126580004.37/0_afba3_c1570361_orig.gif
Пикотехнологическая модель гиперспирали коллагена. Подробнее в 263 выпуске рассылки: http://nanoworld88.narod.ru/data/263.htm

http://img-fotki.yandex.ru/get/6302/126580004.53/0_bcc44_7882aacb_orig.gif
Из димеров тубулина складывается модель одного слоя микротрубочки:

http://img-fotki.yandex.ru/get/6300/126580004.53/0_bcc42_4af81bdd_orig.gif

http://img-fotki.yandex.ru/get/6304/126580004.53/0_bcc43_43a82434_orig.gif
Третья субъединица не меняет форму комплекса, но влияет на устойчивость.
Подробнее в 263 выпуске рассылки: http://nanoworld88.narod.ru/data/263.htm

http://img-fotki.yandex.ru/get/6110/126580004.53/0_bcc49_58a3cbac_orig.png
Мембранный белок с диафрагмой.

http://img-fotki.yandex.ru/get/6308/126580004.53/0_bcc48_85e84a50_orig.gif

http://img-fotki.yandex.ru/get/6302/126580004.53/0_bcc4b_83ea2d50_orig.gif

http://img-fotki.yandex.ru/get/6110/126580004.53/0_bcc4a_8d8c2eb1_orig.gif
Упрощённая динамическая модель. Подробнее в 270 вып: http://nanoworld88.narod.ru/data/270.htm

http://img-fotki.yandex.ru/get/2712/126580004.3f/0_b1b0c_a4931b42_orig.gif
Две (из 6) субъединицы инсулина

http://img-fotki.yandex.ru/get/6304/126580004.53/0_bcc64_9a35a9c_orig.gif
Гексамер инсулина. Подробнее в 276 и 278 вып:
http://nanoworld88.narod.ru/data/276.htm
http://nanoworld88.narod.ru/data/278.htm

http://img-fotki.yandex.ru/get/5506/126580004.42/0_b37ab_6493b0b7_orig.gif
Модель интерлейкина-34. Подробнее в 281-ом вып.

http://img-fotki.yandex.ru/get/6000/70695945.8/0_864b7_59f27823_L.jpg
Пикотехнологическая модель NOS1 (по заказу лаб. университета)

http://img-fotki.yandex.ru/get/6205/70695945.8/0_864b6_715baf05_orig.gif
Программа Пикотех сохраняет PDB-файлы, которые можно просматривать стандартными браузерами:

http://img-fotki.yandex.ru/get/6205/158289418.0/0_77286_19795bee_orig.gif

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

http://img-fotki.yandex.ru/get/6300/126580004.51/0_bc7ac_b07933_orig.gif
Пикотехнологическая модель 310-спирали гонадотропина

***

http://img-fotki.yandex.ru/get/6109/126580004.4f/0_bbe0c_c7810c85_orig.gif
Модель бензола, которая легла в основу моделей ДНК/РНК

http://img-fotki.yandex.ru/get/5304/nanoworld2003.2b/0_502b1_6906ec93_L.png
Модель ступени ДНК

http://img-fotki.yandex.ru/get/6305/126580004.53/0_bcc4f_69ee0a26_orig.gif
Модель ДНК

http://img-fotki.yandex.ru/get/6304/126580004.53/0_bcc4d_4bc4f0a8_orig.gif
Упрощённая модель тРНК

http://img-fotki.yandex.ru/get/6302/126580004.53/0_bcc4c_6284114b_orig.gif
ССА-конец тРНК с аминокислотой

http://img-fotki.yandex.ru/get/6304/126580004.53/0_bcc4e_787f7706_orig
http://img-fotki.yandex.ru/get/4515/nanoworld2003.29/0_4f985_f662331c_orig.gif
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.

2

Re: Доклад для лабораторий РСА, ЯМР, нейтронной дифракции

Доклад для лабораторий РСА, ЯМР, нейтронной дифракции

http://img-fotki.yandex.ru/get/6210/126580004.53/0_bcc86_47157e0e_L.jpg

Юрий Комаров пишет:

Александр!
Мне  кажется  надо  сделать  небольшое  вступление.
Потому  как  не  очень  понятно, что  такое  пикософт.
Я  посмотрел, но  вкратце  и  не  очень  подробно.
Какие  мои  замечания: гонадотропин какой?
Нужно   отдельно  сделать   рубрику: материалы  и  методы
Нужно  сравнить  c  данными  рентгеноструктурного  анализа

Юрий Комаров пишет:

Какие методы применялись?
Сравнить с точностью РСА, и т.д. качество.
Основа пикотех?
Разрешение РСА, разрешение Пикотех
"Мы используем другой подход. Это позволяет максимально приблизиться к нативной форме белка с разрешением 1 пм."
Из какого организма белок (гонадотропин).
"Углеводная составляющая может быть смоделирована, но пока это не автоматизировано"

Суть метода изложена в научной статье: http://www.nanoworld.org.ru/data/01/dat … 000509.htm

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

3

Re: Доклад для лабораторий РСА, ЯМР, нейтронной дифракции

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.

4

Re: Доклад для лабораторий РСА, ЯМР, нейтронной дифракции

http://nanoworld88.narod.ru/data/325_files/0_926a3_7f1e3a29_M.gif

http://nanoworld88.narod.ru/data/325_files/0_926f6_87483509_M.gif
Подробнее: http://nanoworld88.narod.ru/data/325.htm

5

Re: Доклад для лабораторий РСА, ЯМР, нейтронной дифракции

Пикотехнология на ютубе: http://youtu.be/op8Ihevi-sI

Pikotechnology is new fundament of molecular biology

http://img-fotki.yandex.ru/get/4128/158289418.4c/0_9a24f_d8b6a034_orig.jpg

6

Re: Доклад для лабораторий РСА, ЯМР, нейтронной дифракции

http://img-fotki.yandex.ru/get/6437/158289418.4f/0_9d2b8_a725237c_L.jpg
Кушелев:  Вот и я так стою возле всемирного интернет-шоссе со своей пикотехнологией, а никто не обращает внимания ...
А потом ведь будут локти кусать smile

7

Re: Доклад для лабораторий РСА, ЯМР, нейтронной дифракции

Александр Юрьевич, я отправил им письмо со ссылкой на доклад и на главную страницу Вашего сайта.
Ждем обратной связи, обещали ответить сегодня.

И еще у меня есть просьба о встрече с Вами. Надо обсудить некоторые вопросы связанные с интернет рекламой. Я хочу сделать красивый продающий сайт для Вашей лаборатории. Для этого нужно обговорить все детали и нюансы.

8

Re: Доклад для лабораторий РСА, ЯМР, нейтронной дифракции

Я ответил здесь: http://nanoworld.org.ru/post/25878/#p25878

9

Re: Доклад для лабораторий РСА, ЯМР, нейтронной дифракции

Кушелев: Сегодня попробуем составить предложение для коммерсантов на тему "Пикотехнология"...

10

Re: Доклад для лабораторий РСА, ЯМР, нейтронной дифракции

ПикоСофт, который определяет вторичную и третичную структуры белка уже несколько лет изучается в простых школах Москвы, а так же в гимназиях, вузах и совершенно разных академиях.
Я как простая Московская ученица очень хорошо понимаю всё что связано с этой темой,
ведь основы закладываются именно в школе, а все остальное прогрессирует в течении последующих лет и способствует тщательному изучению той или иной сферы деятельности!