Umělá inteligence AlphaFold dosáhla vědeckého průlomu. Dovede stanovit tvar molekul proteinů.

Umělá inteligence AlphaFold dosáhla vědeckého průlomu. Dovede stanovit tvar molekul proteinů.

Petr Koubský ukazuje, že i pro deník jde napsat srozumitelný text o bílkovinách, nekovalentních interakcích, umělé inteligenci a strukturní analýze

Základní struktura všech proteinů je stejná a vcelku jednoduchá. Jejich molekulu tvoří dlouhý řetěz poskládaný ze stavebních kamenů, kterým se říká aminokyseliny. Pozemský život používá ve svých proteinech dvacet různých aminokyselin, jejichž názvy zná každý student biochemie zpaměti. Pořadím aminokyselin je dáno, co ten který protein dělá. Aminokyseliny jsou jako písmena abecedy, proteiny jsou slova složená z těch písmen. Každé slovo znamená něco jiného.

Jestli vám to připomíná DNA a genetickou informaci, pak zcela správně: DNA je kód, podle kterého se proteiny v živých organismech vyrábějí. Písmena genetického kódu se přitom překládají do jazyka aminokyselin. Je to neutuchající proces, každý organismus stále produkuje nové a nové proteiny, protože jejich životnost je omezená a protože různé situace – třeba průnik viru do buňky – vyžadují reakci v podobě přisunu specifického druhu proteinu.

Od slov, která používáme my, se tahle biochemická liší ve dvou důležitých ohledech. Bývají o dost delší, zpravidla několik set až několik tisíc aminokyselinových „písmen“. A nedají se pěkně napsat do řádku, protože se kroutí do prapodivných tvarů. Nedají se vlastně ani dobře nakreslit, protože jejich struktura je trojrozměrná. Připomínají částečně rozmotaná klubíčka. Nebo obsah zásuvky, kam nazdařbůh házíte různé kabely. V tom zdánlivém chaosu je však velice přísný řád a jeho detailní poznání patří k hlavním úkolům dnešní molekulární biologie.

Jinou možností je NMR spektroskopie. Výhodou je, že odpadá krystalizace, dá se pracovat s roztokem. Metody NMR (nukleární magnetická rezonance) obecně spočívají v tom, že se zkoumaná látka vloží do silného magnetického pole, které působí na některá atomová jádra, zejména na atomy vodíku. Těch je v organických molekulách včetně proteinů tolik a bývají rozmístěny tak charakteristicky, že se z NMR spekter dá velmi spolehlivě poznat složení vzorků. Řadou chytrých triků se pak dá přejít od složení k prostorovému tvaru molekuly.