Дэвид Бейкер (Вашингтонский университет / HHMI), часть 1: Введение в дизайн белков

http://www.ibiology.org/ibioseminars/... Обзор лекции: Бейкер начинает свою лекцию с описания двух взаимосвязанных исследовательских проблем. Первая — как предсказать трехмерную структуру белка на основе определенной последовательности аминокислот, а вторая — как определить последовательность аминокислот, которая позволит создать новый белок, предназначенный для получения определенной структуры. Лаборатория Бейкера решает вторую из этих задач, разрабатывая компьютерные программы (такие как Rosetta@Home), которые вычисляют структуры с наименьшей энергией или наиболее вероятные структуры для аминокислотных последовательностей с различной степенью сворачивания. Бейкер объясняет, как его лаборатория может разработать новую структуру белка, не встречающуюся в природе, и, используя разработанные компьютерные программы, определить структуру аминокислот. Затем можно выполнить обратный трансляционный анализ последовательности ДНК и синтезировать ген, который затем можно использовать для создания белка. Когда структуры этих синтезированных белков определяются методом кристаллографии и сравниваются с предсказанными структурами разработанных белков, обнаруживается очень близкое совпадение, что демонстрирует эффективность алгоритмов проектирования белков. Во втором своем докладе Бейкер рассказывает о том, как его лаборатория перешла от проектирования новых структур белков к проектированию новых функций белков. Первый пример, который он описывает, — это разработка ингибитора вируса гриппа. Лаборатория Бейкера разработала структуру белка, которая подходит к высококонсервативному участку белка гемагглютинина, обнаруженного на поверхности вируса гриппа. Предварительные лабораторные данные показывают, что этот разработанный белок защищает мышей от заражения вирусом гриппа. Бейкер также описывает эксперименты, в которых белки были спроектированы таким образом, чтобы подходить друг к другу и создавать многокомпонентные материалы, такие как нанокаркасы, нанослои и нанопроволоки. Биография докладчика: Дэвид Бейкер получил степень бакалавра биологии в Гарвардском университете и степень доктора философии в области биохимии в Калифорнийском университете в Беркли. В настоящее время Бейкер является руководителем Института проектирования белков и профессором биохимии в Вашингтонском университете, а также научным сотрудником Медицинского института Говарда Хьюза. В своих исследованиях он использует как экспериментальные, так и вычислительные методы для изучения проектирования белковых структур, а также механизмов сворачивания белков, белково-белковых и белково-малых молекулярных взаимодействий. Лаборатория Бейкера разработала программы для проектирования сворачивания белков с помощью краудсорсинга Rosetta@home и Foldit. Подробнее об этих программах можно узнать из доклада Бейкера в iBioMagazine и на веб-странице его лаборатории http://www.bakerlab.org/static/. Бейкер получил множество наград за свою работу, в том числе Международную премию Раймонда и Беверли Саклер в области биофизики в 2008 году. Бейкер является членом Национальной академии наук и Американской академии наук.