• for å få en detaljert og fullstendig kvantitativ karakterisering av overflatelommer og indre hulrom av proteiner ved Hjelp Av CASTp (Beregnet Atlas Av Overflatetopografi av proteiner).

• for å bli kjent Med den elektroniske ressursen CASTp.

Proteiner er en av de viktigste grunnleggende enhetene i alle levende celler. Proteiner har et bredt spekter av funksjoner i alle levende vesener. NOEN av de viktige funksjonene SOM DNA replikasjon, katalyse av metabolske reaksjoner, transport av molekyler fra ett sted til et annet etc. utføres ved hjelp av proteiner.

byggesteinene av proteiner er aminosyrer. Aminosyrer er laget av en amin (-NH2) og en karboksylsyre (- COOH) funksjonelle grupper samt en sidekjede som er spesifikk for hver aminosyre. Det er nesten 20 aminosyrer som finnes i menneskekroppen som vanligvis varierer I Deres r-grupper. I proteiner er aminosyrene koblet til hverandre ved hjelp av peptidbindinger. En peptidbinding dannes når karboksylgruppen av en aminosyre er koblet til aminogruppen av et annet molekyl gjennom en kovalent binding.

Proteiner skiller seg fra hverandre i sin struktur, hovedsakelig i sin sekvens av aminosyrer. Strukturen forklarer de ulike nivåene av organisering av et proteinmolekyl. Proteinstrukturen er klassifisert i primær, sekundær, tertiær og kvaternær. Den lineære sekvensen polypeptidkjeden av aminosyre refererer til den primære strukturen av proteiner. Den intermolekylære og intramolekylære hydrogenbindingen mellom amidgruppene i primærstruktur av protein danner sekundær struktur. Alfa helikser og beta ark er de to viktige sekundære strukturer i protein. Den tredimensjonale strukturen av et enkelt proteinmolekyl refererer til den tertiære strukturen. Den kvaternære strukturen dannes av flere proteinmolekyler eller polypeptidkjeder.

samspillet med molekyler som substrat, ligand, DNA og andre domener hjelper proteinene til å utføre sin spesifikke funksjon. Den tredimensjonale strukturen av protein gir den nødvendige form og fysisk-kjemiske egenskaper for å lette slike interaksjoner. Forholdet mellom proteinstrukturen og dens funksjon kan studeres gjennom strukturell informasjon av proteinoverflateområder. Spesielt gjør en studie av proteinoverflateområder det mulig å forstå enzymmekanismen, som bidrar til å bestemme bindingsspesifikiteten. Også de biologiske funksjonene til proteinstrukturer (nylig løst) med en ukjent funksjon kan identifiseres.

CASTp

CASTp (Computertatlas For overflatetopografi av proteiner) webserveren er et nettbasert verktøy som lokaliserer, måler og karakteriserer lommene på proteinoverflatene og hulrommene i det indre av proteiner. Disse overflatelommer og hulrom er konkave områder av proteiner som vanligvis er korrelert med bindende aktiviteter. CASTp bruker alfa-formen og lommealgoritmen utviklet i beregningsgeometri (Jie Liang et al.(2003) for å avgrense og måle overflatelommer og hulrom i proteiner. I CASTp forklares overflatelommene som konkave områder av proteiner med bindingssteder ved åpningen. Disse lommene gir også enkel tilgang til vannmolekyler fra utsiden. Hulrommene er beskrevet som skjulte ledige rom i det indre av proteiner, som er utilgjengelige for vannmolekyler etter å ha fjernet alle hetero atomer fra utsiden.

Figur 1: bindelommen (grønn) AV HIV-1 protease (1hte). Ligand Gr12397 (gul) opptar bindingsstedet.

bildekilde: http://sts.bioengr.uic.edu/castp/examples.php

CASTp online verktøyet analyserer alle overflatelommer og innvendige hulrom på tredimensjonal struktur av et protein, og det gir også en detaljert karakterisering av alle atomer som er forbundet med dannelsen av disse hulrommene og lommene. CASTp bruker både løsningsmiddeltilgjengelig overflatemodell (Richards overflate) og molekylær overflatemodell (Connollys overflate) for å måle området og volumet av hvert tomrom og lomme analytisk. Løsemiddel tilgjengelig overflateareal ellers kjent Som Richards molekylær overflate er overflatearealet av en biomolekyl som er tilgjengelig for et løsningsmiddel. Dessuten Måler CASTp også størrelsen på hver lommer og munnåpninger. Dette gjør det mulig å bestemme tilgjengeligheten av bindingssteder til forskjellige ligander og underlag. Beregning eller overflateanalyse av proteiner Ved Hjelp Av CASTp har en rekke fordeler i biologiske studier.

den annoterte funksjonelle informasjonen til proteiner er også inkludert i Den nye versjonen Av CASTp. Disse merknadene er avledet Fra Protein Data Bank (PDB), Swiss-Prot, Samt Online Mendelian Inheritance in Man (Omim), og sistnevnte inneholder informasjon om varianten single nucleotide polymorphisms (SNPs) som er kjent for å forårsake sykdom.