123
Биомед Новости

Метод МФТИ поможет предсказывать влияние лекарств и ядов на клеточные мембраны

Разработанный в Московском физико-техническом институте (МФТИ) метод моделирования поможет предсказывать влияние лекарств и ядов на клеточные мембраны. Об этом сообщает пресс-служба вуза.

«Особенность нашего метода в том, что он обеспечивает полное численное описание изменений в молекуле. Мы можем отслеживать положение сразу всех атомов, при этом каждому варианту структуры присваивается значение, которое можно использовать для статистического анализа», — рассказал ведущий автор исследования, заведующий лабораторией структурного анализа и инжиниринга мембранных систем МФТИ Иван Гущин.

Исследование медиков из МГУ поможет предсказать инфаркт миокарда

Достоинствами метода являются высокая точность прогнозирования, относительно небольшое количество времени и уменьшенный в 10 раз объем данных, необходимых для анализа.

Для моделирования поведения биологических молекул необходимо описать движение каждого его атома. В результате ученые получают огромные массивы информации, анализировать которые крайне сложно. Специалистам МФТИ удалось создать более простой алгоритм анализа результатов, применив метод главных компонентов – способ обработки, позволяющий уменьшить размерность данных. При этом потери точности составляют не более 10%.

Структура молекулы DOPC, изучаемой авторами. Слева — химическая структура молекулы, справа — возможные положения молекулы в пространстве.

Структура молекулы DOPC, изучаемой авторами. Слева — химическая структура молекулы, справа — возможные положения молекулы в пространстве.

Свой метод ученые проверили на хорошо изученной липидной молекуле DOPC. Для описания взаимодействия всех атомов было выбрано восемь различных параметров – силовых полей.

В ходе исследования, было выяснено, что для описания небольшой молекулы, состоящей из 54 атомов, достаточно 14 совместных движений какой-то группы атомов в молекуле – «компонент».

«Одна из компонент, к примеру, отвечает за движение двух “хвостов” у молекулы DOPC в разные стороны, наподобие ножниц. Из молекул липидов строится клеточная мембрана, а любые молекулы, чтобы подействовать на клетку, должны преодолеть её. Поэтому изучение поведения липидов с точностью до отдельных атомов поможет “не вставая из-за компьютера” предсказывать влияние лекарств, токсинов на клетки и организм в целом, а, следовательно, значительно ускорить поиск новых лекарственных веществ и испытания препаратов», — отмечается в сообщении.

По словам ученых, моделирование также может помочь в исследовании причин старения, механизм которого, по некоторым предположениям, связан с изменением структуры мембран клеток.

Результаты исследования были опубликованы в Journal of Chemical Theory and Information.

Об авторе

Анна Несчетная

Анна Несчетная