Изучение проектирования белков: от теории к практике — Часть 1

Изучение проектирования белков: от теории к практике Добро пожаловать на эту всеобъемлющую лекцию о теоретических основах проектирования белков. В этом видео мы исследуем революционный переход от классической биологии к современному вычислительному проектированию, уделяя особое внимание тому, как искусственный интеллект переосмысливает наши возможности по созданию функциональных белков с нуля. Что вы узнаете: Эволюция предсказания структуры: обзор хронологии CASP (Critical Assessment of Protein Structure Prediction), от гомологического моделирования в 2012 году до новаторского выпуска AlphaFold2 во время пандемии COVID-19. Влияние Нобелевской премии 2024 года: Понимание того, почему работа Дэвида Бейкера, Демиса Хассабиса и Джона Джампера по вычислительному проектированию белков и предсказанию структуры принесла им Нобелевскую премию по химии. Модели ИИ в протеомике: Введение в машинное обучение (ML), глубокое обучение (ANN) и использование больших языковых моделей (LLM) в белковой инженерии. Генеративный ИИ и диффузионные модели: Как мы используем «процесс обратного шума» для преобразования случайного шума в осмысленные белковые остовы, обученные на базе данных белков (PDB). Рабочий процесс проектирования de novo: RFDiffusion: Обеспечение того, чтобы остов принял требуемую форму или структуру. ProteinMPNN: Присвоение высоконадежных аминокислотных последовательностей вашим 3D-моделям. Валидация: Моделирование и тестирование с использованием AlphaFold2 или 3. Практическое применение: Пошаговое руководство по использованию внеклеточной липазы SrLip (идентификатор PDB: 5MAL) для разработки более стабильных, термостойких ферментов. Вычислительные ресурсы: Как справиться с вычислительными затратами на проектирование белков с использованием персональных рабочих станций (GPU/RAM), облачных вычислений (Google Colab) и выделенных серверов. Сдвиг парадигмы проектирования: Классическая биологическая догма переходит от ДНК → мРНК → Белок. Современное проектирование белков переворачивает этот сценарий: мы начинаем с желаемой функции, проектируем структуру белка в соответствии с этой функцией и, наконец, определяем необходимую последовательность. #ПроектированиеБелков #Биоинформатика #Альфафолд #ГенеральныйИскусственныйИнтеллект #ВычислительнаяБиология #НаучноеОбразование #СтруктурнаяБиология #ДокторАшфакАхмад #БиоинформатическиеИдеи