¿Cómo sabemos si los resultados del proyecto folding@home son correctos?

el modelado in silico de cualquier cosa en biología es un campo activo de investigación. Es muy útil para hacer predicciones y desarrollar hipótesis, pero cualquier hallazgo debe confirmarse experimentalmente.

Desde el sitio web de Folding@Home :

Folding@home ha sido un éxito. En 2000-2001, doblamos varias proteínas pequeñas y de rápido plegamiento con validación experimental de nuestro método. Ahora estamos trabajando para desarrollar aún más nuestro método y aplicarlo a proteínas más complejas e interesantes y preguntas sobre el plegamiento y el plegamiento incorrecto de proteínas. Desde entonces (2002-2006), Folding@home ha estudiado proteínas más complejas, informando sobre el plegamiento de muchas proteínas en la escala de tiempo de microsegundos, incluyendo BBA5, el casco de villin, Trp Cage, entre otros. En 2007, cruzamos el hito del milisegundo al simular una proteína llamada NTL9 y la barrera de los 10 milisegundos en 2010 con ACBP.

Más recientemente (2006-presente), hemos realizado un gran esfuerzo en el estudio de proteínas relevantes para enfermedades, como el Alzheimer y la enfermedad de Huntington. Puede obtener más información sobre nuestros resultados y logros científicos revisados ​​por pares en nuestra página de artículos.

Como dicen, debe consultar sus contribuciones de investigación para saber cómo se está aplicando en la práctica.

También puede interesarle este artículo sobre la ciencia detrás y las perspectivas de la predicción del plegamiento de proteínas: Bowman GR, Voelz VA, Pande VS. 2011. Domando la complejidad del plegamiento de proteínas. Curr Opin Struct Biol 21 (1): 4-11 . Al menos intente leer la conclusión para obtener una descripción general menos técnica.

Intentaré responder a tu pregunta directamente.

1. ¿Cómo sabemos si lo doblamos bien?

   R. Si solo está interesado en el producto final del plegado: la estructura 3D, entonces este es el subconjunto del problema de plegado llamado predicción de estructura (solo de la secuencia).

   una. Podemos verificar la estructura experimentalmente determinando las estructuras 3D por RMN o cristalografía. De hecho, la competencia CASP retiene estructuras recién resueltas y ve qué algoritmo se acerca más a la estructura experimental.

   b. Con base en la hipótesis de Anfinsen , podemos calcular la energía libre de plegado, y la estructura que tiene la energía más baja entre los ensamblajes es probablemente (pero no necesariamente) el estado plegado.

   B. Si también está interesado en cómo se pliega exactamente la proteína, incluida su tasa de plegamiento, los posibles intermedios, etc.:

   una. Puede determinar experimentalmente la tasa de plegado, aunque la tasa de plegado calculada a menudo se desvía en varios órdenes de magnitud.

   b. Algunas interacciones, especialmente las interacciones no nativas (también conocidas como interacciones entre aminoácidos que solo se observan durante el plegamiento pero no en la estructura plegada final) pueden verificarse mediante un experimento de RMN cuidadosamente diseñado.

1b. Sí, es posible. Ajustar las constantes de fuerza y ​​el campo de fuerza en dinámica molecular (MD) (el motor central de Folding@Home) para que los cálculos converjan en resultados consistentes y sensatos no es trivial.

2. Si te refieres al método de cálculo, entonces sí, MD tiene una amplia gama de aplicaciones fuera del campo del plegamiento de proteínas. Además de la mejora en el algoritmo MD y la aproximación necesaria, también facilita algunos avances en el cálculo en hardware más especializado, por ejemplo, GPU y matriz programable.

2b. Si se refiere al final del producto del modelo de cálculo, entonces probablemente no, pero un ejemplo estuvo cerca . Un modelo determinado puramente computacional (también conocido como ab initio), aunque aún no tan útil como una estructura experimental, fue lo suficientemente cercano para facilitar la determinación experimental de esa estructura (mediante un método llamado reemplazo molecular en cristalografía de rayos X)

Un determinado pliegue de una cadena de péptidos puede validarse o descartarse si se dispone de otros datos experimentales. Algunas otras técnicas para inferir la estructura de la proteína son la cristalografía de rayos X (requiere proteína pura que cristalizará) y el análisis de partículas individuales .