System transformerer 3D-strukturen af ​​et protein til et 2D-kontaktkort

Proteiner bevæger sig konstant og ændrer deres konformation. Molekylær dynamik svarer typisk på spørgsmålet om, hvad de mulige konformationer af proteiner er. Proteiner, imidlertid, har en meget kompliceret og overfyldt struktur, og at forstå ændringerne i deres adfærd er en udfordrende opgave på grund af det høje antal koordinater, der skal overvåges. At fordøje den store mængde molekylære data involverer ofte kreativ 3D-visualisering, men selv med betydelig indsats, vigtige detaljer kan gå glip af. Dette førte til et dobbelt problem; ikke kun var datavisualisering en udfordring, men videnskabsmænd løb også risikoen for at overse aspekter af deres egne resultater. Et nyt værktøj kaldet CONAN (KONTAKTANALYSE), udviklet fra "Molecular Biomechanics" på HITS, kan afhjælpe disse problemer ved at komprimere disse 3-D-data til enklere 2-D-billeder, der fanger de vigtigste interaktioner, navngivne kontaktkort.

Kontaktkort måler afstande mellem rester, derved komprimere 3-D strukturer til 2-D billeder. Dette letter ofte datafortolkning og gør vigtige ændringer nemmere at få øje på. Disse kontaktkort er normalt kun blevet brugt til at studere enkelte proteinstrukturer som et enkelt øjebliksbillede, men faktisk kan de nemt fås til mange strukturer, resulterer i en kontaktkortfilm. Denne analyse udvider på en eller anden måde ordsproget "et tal er mere end 1000 ord værd" ind i det dynamiske regime, da det skaber et væld af mulige kontaktkort-øjebliksbilleder ud fra en simulering, identifikation af konformationelle subpopulationer og overgange.

Indtil nu, kontaktkort-baserede analysemetoder er kun blevet brugt i vid udstrækning til at forstå enkelte strukturer, såsom dem i proteindatabasen (PDB). Selv når metoderne blev generaliseret til dynamiske simuleringer, Implementeringerne var ofte forskellige "ad hoc" analysescripts, da der ikke var et standardiseret værktøj. Dette betød, at de målte mængder og definitioner var inkonsistente, og resultaterne var ikke direkte sammenlignelige. Det nye værktøj "CONAN" er imidlertid et standardiseret, nem at bruge pakke, der tillader flere forskellige typer analyser, for eksempel inklusive principal komponentanalyse og klyngeanalyse.

Værktøjet udviklet af HITS-forskerne Csaba Daday og Frauke Gräter fra Molecular Biomechanics-gruppen samt tidligere gruppemedlem Davide Mercadante udfylder derfor et hul og tilbyder en omfattende, brugervenligt program, der ikke kræver programmeringserfaring, og som kan hjælpe forskere, der udfører molekylær dynamikberegninger, med at forstå og præsentere deres data. Forhåbentlig, dette vil føre til en mere udbredt brug af disse foranstaltninger, og et mere ensartet sæt definitioner. Værktøjet er åbent og frit til brug. Teamet hos HITS optimerer også konstant softwaren og er åbne for feedback fra fællesskabet.