طراحی پروتئین ( به انگلیسی Protein design ) ، طراحی منطقی ( rational design ) مولکول های جدید پروتئین است که به ساختار پروتئین هدف ( با هدف طراحی عملکرد یا رفتار جدید ) تبدیل می شود. پروتئین ها می توانند از ابتدا طراحی شوند ( de novo design ) یا با ساختن مدل های محاسبه شده از یک ساختار پروتئینی شناخته شده و توالی آن طراحی شوند ( طراحی مجدد پروتئین ) .
روش های طراحی منطقی پروتئین، توالی پروتئینی را پیش بینی می کند که به ساختارهای اختصاصی تبدیل می شود. سپس این توالی های پیش بینی شده می توانند به صورت تجربی از طریق روش هایی نظیر سنتز پپتید، موتاژنز جهت دار جایگاه ( site - directed mutagenesis ) یا سنتز ژن مصنوعی مورد تأیید قرار گیرد.
طراحی منطقی پروتئین به اواسط دهه ۱۹۷۰ بازمی گردد، هرچند روش های اولیه طراحی پروتئین بیشتر بر پایه ترکیب توالی قرار می گرفتند و برهمکنش های اختصاصی بین زنجیره های جانبی در سطح اتمی حساب نمی شد. با این حال اخیراً، پیشرفت در میدان نیروی مولکولی، الگوریتم های طراحی پروتئین و بیوانفورماتیک ساختاری ( structural bioinformatics ) مانند کتابخانه هایی از کانفورماسیون های اسید آمینه، توسعه ابزارهای محاسباتی پیشرفته طراحی پروتئین را امکان پذیر کرده است. این ابزار محاسباتی می تواند محاسبات پیچیده ای را در مورد انرژی و انعطاف پذیری پروتئین انجام دهد و جستجوها را در فضاهای پیکربندی وسیعی انجام دهد، که انجام آن به صورت دستی غیرممکن است.
با توجه به پیشرفت برنامه های محاسباتی طراحی پروتئین و موفقیت های مهم در این زمینه، طراحی منطقی پروتئین یکی از مهم ترین ابزارهای مهندسی پروتئین شده است.
هدف در طراحی منطقی پروتئین، پیش بینی توالی های اسید آمینه است که به یک ساختار پروتئینی خاص تبدیل می شود. طراحی پروتئین شامل شناسایی توالی های جدید در این زیر مجموعه است. حالت بومی یک پروتئین، کمترین انرژی آزاد ترکیبی برای زنجیره است؛ بنابراین، طراحی پروتئین جستجو برای توالی هایی است که ساختاری را با حداقل انرژی آزاد انتخاب می کند. به یک معنا، معکوس پیش بینی ساختار پروتئین است. در طراحی، یک ساختار ثانویه تعیین می شود و توالی ای که به آن فولد خواهد شد شناسایی می شود. از این رو، فولد شدن معکوس نیز نامیده می شود. طراحی پروتئین یک مسئله بهینه سازی است با استفاده از معیارهای امتیاز دهی، توالی بهینه سازی شده که به ساختار مورد نظر فولد خواهد شد، انتخاب می شود.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفروش های طراحی منطقی پروتئین، توالی پروتئینی را پیش بینی می کند که به ساختارهای اختصاصی تبدیل می شود. سپس این توالی های پیش بینی شده می توانند به صورت تجربی از طریق روش هایی نظیر سنتز پپتید، موتاژنز جهت دار جایگاه ( site - directed mutagenesis ) یا سنتز ژن مصنوعی مورد تأیید قرار گیرد.
طراحی منطقی پروتئین به اواسط دهه ۱۹۷۰ بازمی گردد، هرچند روش های اولیه طراحی پروتئین بیشتر بر پایه ترکیب توالی قرار می گرفتند و برهمکنش های اختصاصی بین زنجیره های جانبی در سطح اتمی حساب نمی شد. با این حال اخیراً، پیشرفت در میدان نیروی مولکولی، الگوریتم های طراحی پروتئین و بیوانفورماتیک ساختاری ( structural bioinformatics ) مانند کتابخانه هایی از کانفورماسیون های اسید آمینه، توسعه ابزارهای محاسباتی پیشرفته طراحی پروتئین را امکان پذیر کرده است. این ابزار محاسباتی می تواند محاسبات پیچیده ای را در مورد انرژی و انعطاف پذیری پروتئین انجام دهد و جستجوها را در فضاهای پیکربندی وسیعی انجام دهد، که انجام آن به صورت دستی غیرممکن است.
با توجه به پیشرفت برنامه های محاسباتی طراحی پروتئین و موفقیت های مهم در این زمینه، طراحی منطقی پروتئین یکی از مهم ترین ابزارهای مهندسی پروتئین شده است.
هدف در طراحی منطقی پروتئین، پیش بینی توالی های اسید آمینه است که به یک ساختار پروتئینی خاص تبدیل می شود. طراحی پروتئین شامل شناسایی توالی های جدید در این زیر مجموعه است. حالت بومی یک پروتئین، کمترین انرژی آزاد ترکیبی برای زنجیره است؛ بنابراین، طراحی پروتئین جستجو برای توالی هایی است که ساختاری را با حداقل انرژی آزاد انتخاب می کند. به یک معنا، معکوس پیش بینی ساختار پروتئین است. در طراحی، یک ساختار ثانویه تعیین می شود و توالی ای که به آن فولد خواهد شد شناسایی می شود. از این رو، فولد شدن معکوس نیز نامیده می شود. طراحی پروتئین یک مسئله بهینه سازی است با استفاده از معیارهای امتیاز دهی، توالی بهینه سازی شده که به ساختار مورد نظر فولد خواهد شد، انتخاب می شود.
wiki: طراحی پروتئین