HADDOCK

HADDOCK — это софт для белок-белковой стыковки, который позволяет использовать данные о биофизических и биохимических взаимодействиях, такие как данные о химических сдвигах полученные из экспериментов ЯМР или данные мутогенеза. Расшифровывается название как «High Ambiguity Driven protein-protein Docking», что на русский переводится как «Управляемая многозначная белок-белковая стыковка» или «Молекулярная стыковка управляемая высокой многозначностью». Довольно сложно правильно перевести. Попробую попозже уточнить.

Старый сайт программы: http://www.nmr.chem.uu.nl/haddock/

Новый сайт программы: http://haddock.chem.uu.nl/

Суть этого алгоритма раскрывается в ряде научных публикаций автора данных скриптов Alexandre Bonvin, Utrecht University (Нидерланды). Далее будет приведен их обзор.

Также (не путать) название HADDOCK носит библиотека для автоматической генерации документации функционального языка Haskell. Надо отметить, что язык очень интересный! Стоит познакомится :) но на изучение по-видимому могут уйти многие годы, уж очень он необычен. http://www.haskell.org/haddock/ Haddock переводится на русский как пикша (вид трески), есть такая морская рыба, треска - cod :)

Для получения скриптов по молекулярной стыковке HADDOCK необходимо послать письмо самому Александре Бонвину с подписанной лицензией, чтобы он выслал архив с программой.

А для использования скриптов нужно получить программу с сайта: http://cns-online.org/cns_request/

Где для скачивание потребуется почтовый адрес в зона .EDU

Но всего этого можно не делать на первом этаме, поскольку опробовать программу можно через веб интерфейс нового сайта, посвященного этой программе.

Внушительный список публикаций связанных с методом опубликован тут:

Вот, например, рассмотрим статью

Cyril Dominguez, Rolf Boelens and Alexandre M.J.J. Bonvin (2003). HADDOCK: a protein-protein docking approach based on biochemical and/or biophysical information. J. Am. Chem. Soc. 125, 1731-1737.

Сжато (abstract):

Определение структуры белок-белковых комплексов довольно кропотливый и долгий процесс, как с помошью ЯМР, так и с помощью рентгеновской кристаллографии. В начале века были разработаны некоторые методы стыковки (молекулярного докинга) белков для изучения белковых комплексов. Многие из этих подходов основаны не на экспериментальных данных, а на комбинации энергетической и пространственной сопряженности макромолекул. В статье [1] авторы предлагают новый подход стыковки, который использовал также данные о биохимических и бифизических взаимодействиях, таких как данные о химических сдвигах полученные из экспериментов ЯМР или данные мутогенеза. Данная информация определяется как многозначная(?) связь взаимодействий (Ambiguous Interaction Restraints (AIRs)) для использования при стыковке. Один такой AIR определяется, как неопределенное расстояние между всеми остатками вовлеченными в взаимодействие. Достоверность подхода показана на трех молекулярных комплексах. Для двух комплексов, для которых удалось разрешить пространственную структуру, были доступны данные ЯМР, а в последнем были использованы данные мутагенеза.

Введение:

Большинство белков выполняют свои функции, взаимодействуя с другими белками и образуя активные комплексы. Несмотря на то, что есть много методов по изучению белковых комплексов (two-hybrid screening, флуоресцентный анализ, резонансный перенос энергии), только некоторые позволяют получить информацию на атомном уровне. Главная проблема рентгеновского структурного анализа, в том, что комплексы слишком подвижны для хорошей кристаллизации, а при ЯМР сложности возникают из-за большого размера высокомолекулярных белковых комплексов. Поэтому в банке белковых структур не так много белок-белковых комплексов (643 рентгеновских и 84 с помощью ЯМР на 2002 год). ЯМР, тем не менее, очень хорош для картирования поверхности белок-белковых комплексов. Таким образом ЯМР хорош на этапе подгонки главной цепи белка (the stage of backbone assignment), давая информацию о том, какие аминокислоты вовлечены в образование комплекса, но не дает информации об ориентации белков друг к другу. Поэтому эта информация не используется для разрешения пространственных структур.

Сейчас существует ряд программ для теоретической стыковки белков (молекулярного докинга). Большая часть работает по следующему принципу: один белок фиксируется в пространстве, а второй поворачивается вокруг него разнообразными способами. При этом для каждой конфигурации поворотов производятся оценочные расчеты по функции. Оценочная функция основана на поверхностной комплементарности, электростатических взаимодействиях, Ван-дер-Ваальсовском отталкивании и так далее. Проблема при этом поиске в том, что вычисления по всему конфигурационному пространству требуют много времени на вычисления, редко приводя к единственному решению. В 2002 начали использовать ЯМР данные при стыковке, чтобы сократить возможные варианты.