مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

ارزیابی مدل های شبکه ارتجاعی در پیش بینی تغییرات ساختاری پروتئین ها

نویسندگان
دانشگاه حکیم سبزواری
چکیده
تغییرات ساختاری پروتئین ها که در هنگام اتصال به لیگاند یا پروتئین های دیگر صورت می گیرد، نقش حیاتی در پدیده های بیولوژیکی ایفا می نماید. این گونه حرکات به صورت تجمعی و با فرکانس پایین بوده و آنالیز مود نرمال روش متداول جهت یافتن فرکانس ها و شکل مود ها می باشد. مطالعات گسترده ای جهت پیش بینی این حرکات با استفاده از مدل های مختلف پروتئین صورت گرفته است. از این میان، مدل های شبکه ارتجاعی با توجه به عدم نیاز به کمینه سازی انرژی پتانسیل و ساده بودن از مطلوبیت بالایی برخوردار است. با این وجود، تا کنون مطالعه جامعی در خصوص بررسی تاثیر پارامتر های مختلف این مدل ها در پیش بینی تغییرات ساختاری صورت نگرفته است. در این مطالعه تعداد 20 پروتئین با تغییرات ساختاری مشخص انتخاب شده و با ایجاد مدل های مختلف شبکه ارتجاعی، میزان موفقیت و اعتبار هریک در پیش بینی ساختار نهایی مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج این مطالعه سه مود اول هر مدل اغلب بیشترین نقش را در پیش بینی تغییرات ساختاری پروتئین ها ایفا می کنند. علاوه بر این، انتخاب شعاع حدی مناسب تاثیر بیشتری نسبت به تابع پتانسیل در مدل شبکه ارتجاعی دارد. همچنین نتایج حاصله نشان می دهد از میان مدل های مختلف در نظر گرفته شده، مدلهای غیر نمایی با شعاع حدی 10 آنگستروم با وجود محاسبات مقرون به صرفه تر از دقت بیشتری در پیش بینی تغییرات ساختاری برخوردار می باشند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Evaluating elastic network models in prediction of conformational changes of proteins

نویسندگان English

Cyrus Ahmadi Toussi
Reza Soheilifard
Hakim Sabzevari University
چکیده English

Conformational changes during protein -protein or ligand -protein docking play an important role in the biological processes. These changes involve low frequency collective motions, and normal mode analysis is generally used for finding the frequencies and mode shapes of the proteins. Many studies have been focused on the prediction of these transitions using different protein models. Among them, elastic network models are popular, as they are simple and do not require energy minimization. However, so far no systematic study has been done about considering the effect of different parameters in prediction of these conformational changes. In this study 20 proteins with pre-determined conformational changes were selected and the success and validation of each elastic network model in predicting the bound state were tested. According to the results, the first three modes play the major role in predicting the conformational changes. Moreover, choosing the proper cutoff radius is more effective than the potential function. Results also show that non-exponential models with 10 angestrom cutoff are more accurate in predicting conformational changes, in spite of their simplicity and being less time consuming.

کلیدواژه‌ها English

Conformational changes
normal mode analysis
elastic network model
cutoff radius