众包游戏玩家最好的蛋白质折叠计算机

时间:2019-04-05
作者:窦预陬

擅长拼图? Foldit允许您通过调整许多潜在配置来尝试设计最佳蛋白质。
喜欢拼图? Foldit允许您通过调整许多潜在配置来尝试设计最佳蛋白质。 折起来

如果你对谜题有着良好的想法并且是电子游戏的高手,那么你可能会对科学有所了解。

华盛顿大学的研究人员设计了一款视频游戏,让公民科学家可以尝试解码蛋白质的形状。 名为的图形游戏挑战玩家预测蛋白质结构,并最终使用三维构造工具设计自己的蛋白质结构。

“你可以想象你晚上回家的地方,你可以熬夜玩Halo或者和世界各地的人一起设计艾滋病疫苗。当你早上去上班时,你会更开心吗? “ 该游戏的创建者和华盛顿大学的生物化学家大卫贝克 。 玩家不需要科学或生物学背景。

Baker的小组本周在Nature Biotechnology上发表了一篇论文( ),发现在设计复杂蛋白质时,人类的解谜技巧实际上比计算机更好。 “人类的创造力可以超越日常生活中遇到的宏观挑战,延伸到分子级设计问题,”该论文总结道。

蛋白质参与人体内的许多类型的反应,例如分解食物或从大脑发送信号。 更好地理解和控制蛋白质的形状可以加速针对HIV,阿尔茨海默氏症或癌症的药物研究。 催化化学过程的工程蛋白质称为酶,也可以加速可再生燃料和化学品的生产。

蛋白质围绕氨基酸链构建,侧链悬挂在骨架上。 游戏的挑战来自蛋白质分子结构的复杂性,蛋白质的分子结构可由人体中的1,000个氨基酸组成。 链条需要卷曲或“折叠”成三维形状,以最小化结构上的内应力。

Foldit玩家使用三维设计软件来努力将蛋白质折叠成最佳形状,其对于给定的一组氨基酸序列使用最少量的能量。 例如,一些氨基酸需要放在中间,其他氨基酸需要放在边缘。 根据Foldit常见问题解答,“即使是小蛋白质可以折叠的不同方式的数量也是天文数字,因为有很多自由度”。

该软件为公民科学家提供了线索,例如表明由形状拉紧引起的高能区需要改变。 Foldit游戏为玩家提供了特定的挑战,并根据他们的成就对他们进行排名以鼓励竞争。

根据华盛顿大学的论文,这些3D拼图游戏所做的工作不仅可以用来更好地理解蛋白质的功能,还可以用来改进计算机设计酶的算法。

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