Выпуск 775

Лаборатория Наномир

Когда реальность открывает тайны,
уходят в тень и  меркнут чудеса ...

Symbiodinium microadriaticum phenomenon 

Сверхвторичная структура белка - официальное название программной спирали. 

Этот "художественный" шедевр - ни что иное, как схема вторичной структуры одного из белков Symbiodinium microadriaticum.
Symbiodinium microadriaticum - одноклеточные микроводоросли обычно обитают в энтодерме тропических книдарий, таких как кораллы, морские анемоны и медузы, где продукты их фотосинтетической обработки обмениваются в хозяине на неорганические молекулы. 

Symbiodinium microadriaticum. 

Феномен Symbiodinium microadriaticum заключается в том, что этот организм является рекордсменом по количеству белков, представляющих собой гигантские фрактальные программные спирали. Общепринятое название программной спирали - сверхвторичная структура белка.

Рекордное количество гигантских сверхвторичных структур удалось обнаружить именно в геноме Symbiodinium microadriaticum. Увидеть эти шедевры белковой архитектуры можно здесь: 1 2 3 4 5

Цитата: Короткие участки этой сверхвторичной структуры встречаются в глобулярных белках (бактериородопсин и др.) 
Конец цитаты.

Родопсин преобразует энергию света в химическую, но выше мы узнали про Symbiodinium microadriaticum, что "где продукты их фотосинтетической обработки..."

Не значит ли это, что сверхвторичная структура белка очень нужна для работы со светом, т.е. с электромагнитным излучением с разной длиной волны? Давайте разберёмся. Шаг альфа-спирали 0.54 нанометра, а длина волны зеленого цвета 500...560 нанометров, т.е. в 1000 раз больше. Для эффективного поглощения зеленого фотона нужен шаг оптической антенны равный примерно 0.5 длины волны, т.е. примерно в 500 раз больше, чем шаг альфа-спирали. Такой шаг можно получить как раз с помощью сверхвторичной структуры белка, т.е. фрактальной программной спирали.

Родопсин не обладает регулярной структурой, т.к. со светом взаимодействует не он сам, а ретиналь.  Symbiodinium microadriaticum, вероятно, использует другой механизм, где со светом взаимодействуют именно регулярные структуры белка.

К сожалению, об этих структурах в Protein Data Base информации нет: https://www.uniprot.org/uniprot/A0A1Q9ESK4

Попробуем оценить шаг этой регулярной структуры. Он должен быть того же порядка, что длина одного периода в пространстве. Малый период имеет длину около 10 аминокислотных остатков альфа-спирали, т.е. около 5 нанометров. 27 периодов фрактальной спирали будут иметь длину порядка 135 нанометров, а две субьединицы - 270 нанометров, что как раз соответствует половине волны зеленого света. Осталось проверить, существуют ли в организме Symbiodinium microadriaticum регулярные белковые структуры с шагом, равным половине длины волны поглщаемого света? Или используется некий пигмент, аналог ретиналя? В любом случае интересно выяснить, какую функцию выполняют белки со сверхвторичной структурой и каков механизм, реализующий эти функции.

Обсуждение

 Сверхвторичная структура фиброина.

Обратите внимание на периодичность (регулярность) вторичной структуры фиброина. Аминокислотная последовательность GAGAGS повторяется многократно. Любопытно, что одинаковые аминокислотные последовательности GAGAGS могут образовать пи-спиральные участки (голубой), а могут образовать бета-спиральные (общепринятое название L-спиральные) участки (зеленый). Это означает, что одни и те же аминокислоты запрограммированы либо  3D кодом пи-спирали, либо 3D кодом бета-спирали. Как известно, сверхвторичная структура белка прочнее: http://www.brsu.by/sites/default/files/e_editions/aab.pdf

 Обсуждение

  Открыты трансводородные связи в бета-спирали белка

Начнём с того, что в современных учебниках биологии не встречается термина "бета-спираль", но ... недавно экспериментаторы обнаружили левую спираль белка, на один виток которой приходится 3 аминокислотных остатка. Её назвали Left 310 Helix или сокращённо L-спираль. Пикотехнологическая модель показала, что это и есть та самая бета-спираль, из которой складываются параллельные и антипараллельные бета-слои. Следовательно, общепризнанный термин бета-тяж (бета-стренд) не имеет отношения ни к бета-слоям (beta-sheet), ни к термину бета. Он является ошибкой интерпретаторов белковых структур. Но в таком случае возникает вопрос, а как же образуются водородные связи между параллельными и антипараллельными бета-спиралями (общепринятное название L-спираль)?
Пикотехнологическая модель бета-спирали (или L-спирали, из которой складываются бета-слои) показала, что в ней тоже возникают стабилизирующие вторичную структуру водородные, а точнее водородно-вандерваальсовы связи, но в отличие от связей в альфа- и пи-спиралях они примерно вдвое длиннее и ... ветвятся! Как так? Оказывается в центре ветвления этих связей находятся молекулы воды, поэтому связи получаются не просто водородными, а трансводородными, т.е. водородными, но через (trans) молекулы воды. Одна связь соединяет кислород группы СО с протоном молекулы воды. Вторая связь соединяет кислород молекулы воды с протоном группы азота (i+2)-го аминокислотного остатка. Третья связь соединяет тот же кислород молекулы воды с протоном группы азота (i+3)-го аминокислотного остатка. Четвертая связь образуется между вторым протоном молекулы воды и таким же кислородом молекулы воды, находящейся в параллельной или антипараллельной бета-спирали.
А чем этот вариант лучше общепринятого, где бета-слои складываются из бета-тяжей?
-Рибосома формирует вторичную структуру по 3D генетическому коду. Стабилизация этой структуры происходит в режиме "онлайн", т.е. после установки очередной аминокислоты сразу образуется водородная связь. Именно по этой причине альфа-спираль не переходит в 310-спираль и обратно. По общепринятой версии сначала формируется первичная последовательность, а потом каким-то чудом сама складывается либо альфа-спираль, либо в 310-спираль, либо в пи-спираль, либо в бета-тяж, но ... чудес на свете не бывает. Если запрограммирована биназа, то рибосома построит именно биназу, а не барназу, у которой такая же первичная последовательность, но другая пространственная структура.
Поэтому общепринятый вариант - не вариант, а опровергнутая разными экспериментами гипотеза. Так что каждый сам решает, выбирать ему опровергнутую, но общепринятую, либо подтверждённую, но ещё не общепринятую пикотехнологическую модель механизма трансляции и соответственно пикотехнологические модели вторичных структур. 

Это - общепринятая, но неправильная модель бета-слоя. Без водородных связей бета-тяж развалится до того, как появится параллельный или антипараллельный бета-тяж. А правильную модель бета-структуры Вы увидите в будущих выпусках рассылки.

В учебниках по структурной биологии приводится в т.ч. такой вариант сверхвторичной структуры, где чередуются альфа-бета-альфа-бета- участки. Это ошибочная схема, т.к. водородные связи требуют одинакового шага спиралей и одинакового количества аминокислотных остатков на виток.

310- и бета-спирали имеют почти одинаковый шаг и почти одинаковое число аминокислотных остатков. Отличие в том, что 310-спираль правая, а бета-спираль левая. Толщина спиралей может быть разной, если у них разный аминокислотный состав.

 Обсуждение

 Вводим механические микропараметры химических связей:

Упругость, хрупкость, вязкость и т.д.

Пикотехнологические модели электронных оболочек, атомов, молекул, кристаллов... позволяют ввести механические микропараметры химических связей: Упругость, хрупкость, вязкость и т.д. Именно на основе таких микропараметров и были рассчитаны в 1992-ом году относительные частоты колебаний радикалов (боковых цепей) всех аминокислотных остатков. С 1992-го года мы можем слушать музыку сборки белковых молекул, если известна их кодирующая нуклеотидная последовательность. Кто ещё не слышал, может послушать музыку сборки белка в профессиональной аранжировке: https://yadi.sk/d/2A9mnmZb3SqgHL 

Подробнее 

Не забываем, что музыка сборки белковых молекул появилась на заре белкового мира, т.е. более 3 миллиардов лет тому назад. 

 Обсуждение

 Сфокусированная карта Рамачандрана

Такова общепринятая карта Рамачандрана 

Подробнее 

Подробнее  

В этой таблице указано, что полипролиновая спираль состоит из 3, в каждой из которых 3 остатка на виток. 3D генетический код показал, что это не тройная, а одинарная левая программная 775-спираль, но на один виток действительно приходится 3*3=9 аминокислотных остатков. Подробнее

Что означают размытые области на карте Рамачандрана? Они означают ошибочность общепринятой модели, согласно которой карта должна быть точечной, как и показывают цифры в квадратиках. Что же произойдёт после исправления ошибочной модели? Размытые области сфокусируются в точки, соответствующие идеальным парам торсионных углов фи и пси. 

Альфа-спираль       (-60, -45)
310-спираль            (-50, -25)
Пи-спираль             (120,70)
Левая 310-спираль (60, 30) 

Остальные структуры мифические, поэтому они просто исчезнут с правильной карты Рамачандрана. Сфокусированная карта Рамачандрана с уточненными торсионными углами будет опубликована позже. Будет опубликована и другая карта Рамачандрана, где вместо островков будут пунктирные линии переходов от одной спирали к другой. Карты Рамачандрана для белков, представляющих собой программные спирали (сверхвторичную структуру), будут представлены точечными группами. Размывание точек в линии будут лишь для белков, содержащих пролины, т.к. жесткие участки белков могут плавно поворачиваться на пролиновых суставах, следовательно торсионные углы для пролинов будут изображаться не точками, а линиями на картах Рамачандрана. Ранее были опубликованы некоторые параметры метиониновой спирали. Для неё на карте Рамачандрана будут отдельные точечные группы. В реальности все торсионные углы могут меняться в небольшом диапазоне, поэтому "точки" на картах Рамачандрана в действительности будут микроостровками.

 Обсуждение

 Создан онлайн сервис "Определение структуры белка по нуклеотидной последовательности"

Профессиональный онлайн-сервис 

Определены структуры всех белков человека Часть 1 Часть 2

3D генетический код подтвержден методами РСА, ЯМР и КД:

   

На базе научного открытия нами создан онлайн-сервис по определению структуры белковых молекул. Теперь мы сможем зарабатывать вместе.

Презентация для заказчиков белковых структур 

По старой технологии определение одной структуры белка обходится примерно в 10 000 евро, а ждать нужно от 2 месяцев до 3 лет. По новой технологии структура определяется в 1000 раз точнее и в миллиард раз быстрее. 80% от найденного Вами заказа принадлежат Вам, как менеджеру.

Наш лозунг: "В 1000 раз лучше, в 1000^3 быстрее и в 1000 раз дешевле!"

Ваша задача заключается в размещении рекламы на онлайн-сервис белковых структур. Рынок этих структур очень большой и продолжает стремительно расти. Ежедневно кто-то оплачивает до 60 структур по средней цене 10 000 евро за штуку. Новая технология позволила на одном персональном компьютере за неделю определить структуры всех 115 000 белков человека, для которых известна нуклеотидная кодирующая последовательность. При этом качество результата, полученного по новой технологии в 1000 раз выше по точности, в миллиард раз по быстродействию и в 30 раз шире по номенклатуре белковых молекул. Единственное, что нам сегодня не хватает - рекламы.

Как получить Вашу первую зарплату менеджера? Найти заказчика белковых структур  и убедить его заказать за счёт лаборатории Наномир пробный заказ. Когда заказчик распробует новую технологию, он начнёт делать коммерческие заказы. С первого коммерческого заказа менеджер получает 80%. С последующих заказов процент будет постепенно уменьшаться, но с первого заказа другого заказчика менеджер снова получит 80%. Зарплата менеджера может достичь миллиона евро в день. И это не предел.

Фрагмент модели лизоцима, замкнувшийся через дисульфидный мостик в процессе автоматической сборки по таблице композиционного генетического кода.

 Нуклеотидная кодирующая последовательность этого белка: 

https://www.ebi.ac.uk/ena/browser/api/embl/J05582.1?lineLimit=1000

Вторичная структура этого белка подтверждена экспериментально: https://www.uniprot.org/uniprot/P15941

Однако исследователи заметили лишь петли фрактальной 1141411141411119(98)557-спирали. Они решили, что петли состоят из бета-стрендов.

Развёрнутая схема вторичной структуры одного периода.

Программа Пикотех 2D показывает, что этот белок действительно имеет петлевую структуру, но петли состоят не из бета-стрендов, а из гибридной альфа-310-спирали. 1141411141411119(98)557-спирали. Это значит, что современные экспериментальные методы могут не отличить альфа-спираль от других структур. Пора исправить это досадное недоразумение...

Подробнее: https://picotechnology-of-proteines.nethouse.ru/  

Вторичная структура белка (фрактальная программная спираль) в компактном изображении: 

Подробнее

Первая 1000 белковых структур за счёт лаборатории Наномир (по старой технологии это стоило бы 10 миллионов евро). 

Обсуждение

Инвестирование научных проектов

Уважаемые коллеги, Вашему вниманию предоставляется услуга -- моделирование 2D и 3D структуры любого белка без ограничений в его размере и степени изученности с помощью программного обеспечения, базирующемся на принципиально новом подходе декодирования нуклеотидной последовательности, детерминирующей данный белок.

Всё, что необходимо от заказчика, это нуклеотидная последовательность мРНК интересующего его белка (или код этой нуклеотидной последовательности в EMBL, или хотя бы код самого белка в PDB).

В течение 1-3 суток мы готовы предоставить Вам схему вторичной структуры заказанного белка (2D), модель его пространственной структуры (3D) в виртуальном пространстве, а также файл .pdb с координатами каждого атома белка. 

Файл .pdb может быть использован по аналогии с файлами закристаллизованных белков из PDB банка для дальнейшего конформационного анализа белка методами молекулярной динамики с учётом физико-химической специфики микроокружения белка или его взаимодействия с лигандами.

Таким образом, Вы сможете максимально быстро удобным для Вас способом (по электронной почте, на сайте либо на электронном носителе) получить информацию о структуре Вашего белка.

+7-926-5101703,   +7-903-2003424, mail: kushelev20120@yandex.ru

Карта VISA Сбербанка  4276400045661130

PayPal: kushelev20120@yandex.ru (вариант перевода друзьям) 

веб-мани: WM-кошелек R426964799301

Кошелек Яндекс-деньги: 410011905885672 

Огромное спасибо всем за помощь и поддержку!