Jelaskan Prediksi dan simulasi struktur dari Protein

Untuk melengkapi bidang genomika struktural, prediksi struktur protein mengembangkan model matematika protein yang efisien untuk memprediksi formasi molekul secara komputasi dalam teori, alih-alih mendeteksi struktur dengan observasi laboratorium. Jenis prediksi struktur yang paling berhasil, yang dikenal sebagai pemodelan homologi, bergantung pada keberadaan struktur "templat" dengan kemiripan urutan terhadap protein yang dimodelkan; tujuan genomika struktural adalah memberikan representasi yang memadai dari struktur yang terselesaikan untuk memodelkan sebagian besar struktur yang tersisa. Meskipun menghasilkan model yang akurat tetap menjadi tantangan ketika yang tersedia hanyalah struktur templat yang berkaitan jauh, disimpulkan bahwa penyelarasan urutan adalah penghambat dalam proses ini karena model yang cukup akurat dapat dihasilkan jika penyelarasan urutan yang "sempurna" diketahui. Banyak metode prediksi struktur telah menyediakan informasi bagi bidang rekayasa protein, yang baru-baru ini muncul, ketika lipatan protein yang baru telah dirancang. Masalah komputasi yang lebih kompleks yaitu prediksi interaksi antarmolekul, seperti dalam perkaitan molekuler dan prediksi interaksi protein-protein.

Model matematika untuk mensimulasikan proses dinamis dari pelipatan dan pengikatan protein melibatkan mekanika molekuler, khususnya dinamika molekuler. Teknik Monte Carlo memfasilitasi komputasi, yang memanfaatkan kemajuan dalam komputasi paralel dan terdistribusi (misalnya proyek Folding@home yang melakukan pemodelan molekuler pada GPU). Simulasi in silico menemukan lipatan domain protein uliran-alfa yang kecil seperti bagian-kepala protein vilin dan protein aksesori HIV. Metode hibrida yang menggabungkan dinamika molekul standar dengan matematika mekanika kuantum telah menjelajahi keadaan elektronik rhodopsin.

Gangguan protein dan prediksi tidak terstruktur

Banyak protein (pada eukariota ~33%) mengandung segmen besar yang tidak terstruktur tetapi berfungsi secara biologis dan dapat diklasifikasikan sebagai protein yang tidak teratur secara intrinsik. Oleh karena itu, memprediksi dan menganalisis kelainan protein merupakan bagian penting dari karakterisasi struktur protein.