A fehérjék a test akcióhôsei. Mint enzimek, a reakciókat milliószoros sebességûre gyorsítják. Mint sokoldalú közlekedési eszközök, oxigént, illetve betegségek ellen küzdô antitesteket szállítanak. Ezernyi különféle munkát végeznek, minden zokszó nélkül. De mielôtt egy fehérje munkába állna, "formába kell jönnie".
Egy formátlan, alaktalan aminosav nem jó semmire – pedig a sejt belsejében levô molekula-gyár fehérje-részlegének futószalagjáról ez kerül le. Minden darab a helyén, minden a megfelelô szekvenciában – de valahogy az új fehérje mégsem munkaképes. Ugyanis még nincs a megfelelô formában.
Ahhoz, hogy ezek a több száz aminosavból készült laza láncok elvégezzék a munkájukat – legyen az bármelyik a fehérjék több ezer életfontosságú feladata közül – elôször fel kell venniük a megfelelô háromdimenziós alakot. Ez a folyamat másodpercekig is eltart, ami hosszú idô a fehérje-biokémiában, és a végeredmény a csavarodások és tekervények bonyolult halmaza, amelyen a megfelelô helyeken hézagok és bevágások vannak – úgy, hogy a fehérje képes legyen megragadni vagy elengedni más molekulákat. Az eljövendô szerep a formából következik, és a fehérje akkor kész a munkára, ha a forma jó.
Az ilyenfajta problémák vizsgálata hajtja elôre a tudományt. Hogyan van az, hogy az aminosavak pont a megfelelô sorrendben pont azt az alakot veszik fel a majdhogynem megszámlálhatatlan lehetséges alak közül, amely az elôre meghatározott feladat végrehajtásához szükséges? Ezt a problémát nevezik fehérje-hajtogatási problémának, és a megoldása nem csupán intellektuális élvezetet nyújtó gyakorlat. Elvileg a fehérje-hajtogatás biológiai törvényeinek ismerete képessé tenne minket arra, hogy olyan fehérjéket készítsünk, amelyek alkalmasak különféle betegségek gyógyítására és enyhítésére, az emésztési zavaroktól kezdve az ízületi gyulladásig.
"A fehérje-szekvenciák és a háromdimenziós alak közti kapcsolat az egyik elsôdleges megoldatlan kérdése manapság a biológiának" – állítja Charles Brooks, aki ezt a Nagy Kihívást több összefüggô kutatási program segítségével próbálja megoldani a Pittsburgh Supercomputing Center-ben. Brooks a molekuladinamika (MD) nevû számítási módszer kifejlesztésének a vezéralakja. Közremûködött a CHARMM nevû MD programcsomag kifejlesztésében, amelyet ma már számos kutató használ a DNS- és fehérje-analízisben. Ô maga 1986 – azaz a Pittsburg Supercomputing Center megnyitása – óta használja az MD-t fehérjével kapcsolatos kutatásaiban.
Brooks egy sor szimulációt végzett a CRAY C90-en, amelynek során az apomioglobin szerkezetét vizsgálta. (Az apomioglobin részlegesen kiegyenesedve maradt mioglobin; oxigént szállít az izomszövetekben.) Az ô eredményei segítségével meg lehet kezdeni a közbülsô alakok vizsgálatát ennek a fehérjének a formálódásában. Egy ezzel összefüggô kutatásban Brooks a PSC egy biomedikusával, Bill Young-gal együtt kifejlesztette a CHARMM egy változatát, mely megosztja az MD-számításokat a CRAY T3D és a C90 között, és ezzel jelentôsen megnöveli az MD-számítások teljesítôképességét.
[ Vissza a válogatás listájára ]