Фолдинг, докинг и химическое пространство — 5-я лекция курса «Новости комп. моделирования биосистем»

Когда узнаёшь, как хитрó устроен фолдинг — самопроизвольное сворачивание в «нативную» фор-му биополимеров и, в первую очередь, белков — становится поистине удивительно, что никто этим процессом не управляет, и что протекает он сам: просто под влиянием внутримолекулярных (и довольно слабых) сил. Почти то же самое касается и взаимодействия белков между собой — процесса, лежащего в основе всей молекулярной биологии. И хотя некоторые считают, что появ-ление Альфа Фолда закрыло вопрос фолдинга белка, на самом деле он продолжает оставаться важнейшей и вовсе не до конца решенной проблемой молекулярной биофизики. В этой лекции я рассказываю, каких высот достигло компьютерное моделирование фолдинга небольших компакт-ных белков, а также взаимодействий между ними. Ну а на закуску — нейросетевые приложения в докинге и изучении химического пространства малых молекул. Статьи, упомянутые в лекции: 1. The Protein-Folding Problem, 50 Years On (https://www.science.org/doi/10.1126/science.1219021) 2. Миллисекундный барьер взят! (https://biomolecula.ru/articles/millisekundnyi-barer-vziat) 3. Atomic-Level Characterization of the Structural Dynamics of Proteins (https://doi.org/10.1126/science.1187409) 4. How Fast-Folding Proteins Fold (https://www.science.org/doi/10.1126/science.1208351) 5. Structural origin of slow diffusion in protein folding (https://doi.org/10.1126/science.aab1369) 6. Atomic-level characterization of protein–protein association (https://doi.org/10.1073/pnas.1815431116) 7. Deep Docking: A Deep Learning Platform for Augmentation of Structure Based Drug Discovery (https://doi.org/10.1021/acscentsci.0c00229) 8. A Deep-Learning View of Chemical Space Designed to Facilitate Drug Discovery (https://doi.org/10.1021/acs.jcim.0c00321) 9. Драг-дизайн: как в современном мире создаются новые лекарства (https://biomolecula.ru/articles/drag-dizain-kak-v-sovremennom-mire-sozdaiutsia-novye-lekarstva) 10. Первая лекция цикла: https://www.youtube.com/watch?v=tfpjJWSaoA4 11. Вторая лекция: https://www.youtube.com/watch?v=9xK9vrxxOOM 12. Третья лекция цикла: https://www.youtube.com/watch?v=T21ZozCmq38 13. Четвертая лекция цикла: https://www.youtube.com/watch?v=p7DBzmPoKL8 Оглавление: 0:00 Введение 2:51 Что такое фолдинг? 19:35 Фолдинг виллина и кусочек вебинара Уильяма Итона 32:05 Как сворачиваются быстро фолдируемые белки? 52:41 Фолдинг как диффузия (?) 1:04:20 Изучение прямого взаимодействия двух белков в МД 1:30:26 Deep Docking: как задочить миллиард молекул 1:45:34 DESMILES: нейросетевые «галлюцинации» порождают полезные молекулы