Falko Schoklitsch, Qraz Texnologiya Universiteti

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriKredit: Struktur (2025). DOI: 10.1016/j.str.2025.07.018

Süni intellekt tərəfindən yaradılan zülal ardıcıllıqlarını təbii olaraq meydana gələnlərlə müqayisə edən yeni hazırlanmış bir üsulla funksiya və quruluşu tənzimləyən amin turşuları əvvəlkindən çox daha dəqiq müəyyən edilə bilər.

Zülallar təbiətin ən mühüm tikinti bloklarından biridir və bütün orqanizmlərdə bioloji proseslərdə mərkəzi rol oynayır. Buna görə də elm adamları onları mümkün qədər dəqiq başa düşməyə can atırlar. Müxtəlif amin turşularının polimerləri kimi zülallar müxtəlif 3 ölçülü strukturlara və müxtəlif funksiyalara malik ola bilər. Bununla belə, hansı amin turşularının protein funksiyasına və hansının struktur sabitliyinə təsir etdiyini müəyyən etmək çox vaxt çətindir .

Qraz Texnologiya Universitetinin (TU Graz) Biokimya İnstitutundan Andreas Vinkler və Oliver Ederin rəhbərlik etdiyi komanda maşın öyrənməsi ilə yaradılan, ideallaşdırılmış zülal ardıcıllığını milyonlarla illik təkamül zamanı inkişaf etmiş təbii ardıcıllıqla müqayisə edən Funksiya-Struktur-Uyğunlaşma (FSA) yanaşmasını işləyib hazırlayıb. Bu, funksiya və sabitlik üçün vacib olan amin turşularını görünməmiş dəqiqliklə müəyyən etməyə imkan verir.

Bu bilik zülalların istehsalı və modifikasiyası və beləliklə, yeni dərmanların hazırlanması, sənaye tətbiqlərində zülalların məqsədyönlü təkmilləşdirilməsi və məsələn, antibiotiklərə qarşı müqavimətlə əlaqədar olaraq protein dəyişikliklərinin daha yaxşı başa düşülməsi üçün mühüm əsas yaradır. Araşdırma Structure jurnalında dərc olunub .

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1761906238&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-ai-analysis-assigns-amino-acid.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&aicrs=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQxLjAuNzM5MC41NSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTQxLjAuNzM5MC41NSJdLFsiTm90P0FfQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjE0MS4wLjczOTAuNTUiXV0sMF0.&abgtt=6&dt=1761906238394&bpp=1&bdt=176&idt=39&shv=r20251029&mjsv=m202510290101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1761905918%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1761905918%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1761905918%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=8141929258879&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2036&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095438%2C31095508%2C31095511%2C31095513%2C31095515%2C95375933%2C95376113%2C31095556%2C95344788&oid=2&pvsid=3176625408147051&tmod=1941919895&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage3.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=596x848_l%7C596x848_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=182

Həyatın tikinti bloklarını daha yaxşı başa düşmək

Winkler deyir: “Biz biokimyaçılar olaraq zülalların təbiətdə necə təkamül etdiyini anlamaq və beləliklə, hansı amin turşularının xüsusi funksiyalar üçün uyğun olduğunu öyrənmək istəyirik”. “Bunun üçün biz təkamül zamanı təbiətin qoruyub saxladıqlarını süni intellekt modelinin zülalın sabitliyi və strukturu üçün uyğun hesab etdiyi ilə birləşdirdik. Milyonlarla illik təkamül tarixinin və ən son texnologiyanın bu birləşməsi zülalların təhlilini və anlaşılmasını xeyli asanlaşdırır.”

Komanda əvvəlcədən müəyyən edilmiş sabit, üçölçülü strukturu qəbul etmələrini təmin etmək məqsədi ilə yeni protein ardıcıllıqları yaradan ProteinMPNN dərin öyrənmə modelindən istifadə etdi. Tədqiqatçılar bu ardıcıllığı təbii zülallarda olanlarla müqayisə ediblər. Test sistemi olaraq təbiətdə bəzi bakteriyalar üçün fotoreseptor kimi xidmət edən və işıq kimi ətraf mühitin təsirlərinin qəbulunda mərkəzi rol oynayan bakteriofitokrom zülal ailəsindən istifadə edilmişdir.

Yeni analiz metodu aşkar etdi ki, əgər bir amin turşusu təbii ardıcıllıqda dəfələrlə təmsil olunursa, lakin ProteinMPNN üçün əhəmiyyət kəsb etmirsə, bu, funksional rolu göstərir. Bununla belə, hər iki ardıcıl kolleksiyada güclü şəkildə mövcuddursa, bu, struktur əhəmiyyətinin göstəricisidir.

Laboratoriyada doğrulama

Onların yanaşması üçün tədqiqatçılar təbii və süni intellekt tərəfindən yaradılan zülalları statistik olaraq müqayisə etmək üçün amin turşularını kimyəvi xüsusiyyətlərə əsaslanaraq qruplaşdırmalı idilər . Bu, amin turşularını üç kateqoriyaya təsnif etməyə imkan verdi: “funksional” (zülalın xüsusi rolu üçün vacibdir), “struktur” (sabitlik və qatlama üçün uyğundur) və “uyğunlaşan” (hələ əlavə tədqiqat tələb edən üçüncü kateqoriya). Komanda, müvafiq olaraq təsnif edilmiş amin turşularına xüsusi dəyişikliklər etməklə zülalların funksional xassələrinə təsir göstərə bildikləri geniş laboratoriya təcrübələri vasitəsilə nəticələri təsdiqlədi.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Bu, məsələn, fotoreseptor test sisteminin işıq qavrayışına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərməyə imkan verdi. Ədəbiyyatdan artıq məlum olan funksional qalıqlarla müqayisə də yeni analiz metodunun yüksək vuruş dərəcəsini təsdiqlədi.

Eder deyir: “Əvvəllər belə bir analizin aparılması üçün çox vaxt bir neçə ay, hətta illərlə hazırlıq işləri və laboratoriya işləri tələb olunurdu”. “Potensial maraqlı təbii zülal ardıcıllıqlarını müəyyən etmək üçün ilkin iş artıq bir həftə ərzində yeni bir zülal üçün mümkündür. Və bizim metodumuz funksional amin turşularını daha konkret şəkildə əvvəlcədən süzməyə imkan verdiyinə görə , laboratoriyada sınaq və xarakteristikaya çox vaxt sərf etməyə ehtiyac yoxdur.

“Metod prinsipcə bütün zülal siniflərinə tətbiq oluna bildiyinə görə, biz indi zülalların daha məqsədyönlü şəkildə necə işlədiyinin mürəkkəb detallarını qiymətləndirə bilərik.”

Daha çox məlumat: Oliver Maximilian Eder və digərləri, Qırmızı işıqlı fotoreseptorlarda spektral tənzimləmə sahələrini açmaq üçün zülal ardıcıllığının dizaynını və təkamül ardıcıllığının qorunmasının inteqrasiyası, Struktur (2025). DOI: 10.1016/j.str.2025.07.018

Jurnal məlumatı: Struktur 

Graz Texnologiya Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir