Применение информатики в проектной деятельности на стыке химии и биологии О.В. Колясников В.К. Аржаник СУНЦ МГУ ФББ МГУ Инфофорум Евразия-Сити

Для правки структуры щелкните мышью Второй уровень структуры Третий уровень структуры Четвёртый уровень структуры Пятый уровень структур ы Шестой уровень структур ы Седьмо й уровень структур ы Восьмой уровень структур ы Девятый уровень структурыОбразец текста Биоинформатика - ведущие научные журналы - международные фармацевтические концерны - суперкомпьютеры и сложнейшие пакеты программ. Биоинформатика И, в то же время, - азы достаточно просты для понимания - визуальная красота - в обычной школе почти неизвестна

Биоинформатика Биоинформатика - лежит на стыке химии, биологии и информатики Анализ: - Первичные структуры (последовательности) - Пространственные структуры Необходимое оборудование: Компьютер Доступ в Интернет

Биологическая специализация в СУНЦ с 2004 г Проектная деятельность для биокласса входит в учебный план. С тех пор выполнено более 90 проектов в лабораториях СУНЦ, факультетов МГУ и др. институтов Исследовательская деятельность

Векторная графика SwissPDBViewer 4 ( Анализ реальных примеров из базы данных кристаллических структур ( Информатика для биокласса

Количество пространственных структур достигло уровня в почти (RCSB) Устройство файла.pdb Визуализация PDB code: 1YF4 Информационная составляющая структурной биологии

Выбор объекта исследования Большое число доступных структур Консервативная общая структура Антитела Сравнительная структурная биология

Связывание молекул Основные мотивы связывания родственные другим белкам Свойства антител

Стекинг Взаимодействие между параллельными ароматическими циклами

Поиск циклов в малых молекулах и проверка на ароматичность Визуализация связывания малой молекулы с акцентом на ароматическую часть Поиск стекинг-взаимодействия и классификация мотивов Анализ пространственной структуры в PyMOL Стекинг! Стекинга нет

В большей части структур – стекинг есть. Критерий – 36% ароматической части Если нет, то это: - Искусственные антитела с каталитическими свойствами - Каркасные антигены - Металлоорганические антигены Группы структур – предсказание стекинга

Основные аминокислоты, участвующие в стекинге

Вопросы: Конформация боковой цепи Ее зависимость от формы главной цепи © Тимин О.А. Биохимия ( Проблема боковых ароматических цепей

Торсионные углы Их расчет исходя из структуры (Python) Анализ расположения боковой цепи

Скриптовый язык на основе командной строки Имеет тесную интеграцию с Python, что позволяет работать с файлами структур с помощью мощного языка программирования Скрипты PyMOL Окно PyMOL Окно командной строки

Распределение конформаций – кластеризация

Предсказание пространственной структуры комплекса

Колмогоровские чтения Фестиваль Науки Конкурс «Интел-Юниор» Балтийский Научно-инженерный конкурс International Conference for Young Scientists Конференция молодых ученых «Ломоносов» Участие в конференциях

Moscow Conference on Computational Molecular Biology 2009

Oleg V. Koliasnikov, Miroslav O. Kiral, Vitaly G. Grigorenko and Alexey M. Egorov. Antibody CDR H3 modeling rules: extension for the case of absence of Arg H94 and Asp H101. Journal of Bioinformatics and Computational Biology, Vol. 4, 2 (2006) Vladimir K. Arzhanik, Darja M. Svistunova, Oleg V. Koliasnikov and Alexey M. Egorov. Interaction of antibodies with aromatic ligands: the role of pi-stacking, Journal of Bioinformatics and Computational Biology, Vol. 8, 3 (2010) Колясников О.В. Биоинформатика в современной школе, Потенциал. Химия. Биология. Медицина, 4 (2011) Наши публикации

Проектная деятельность в области биоинформатики развивает: - творческие способности - логическое мышление - навыки анализа и представления данных Результат: Успешное продолжение научной работы на ФББ МГУ Заключение

Мы благодарим активных участников наших проектов Кираля Мирослава, Русинова Ивана, Свистунову Дарью, Саяпину Марию, Гузеева Виталия Мы благодарим фонд Династия за финансовую поддержку наших проектов (грант P12-127). Благодарности

Спасибо за внимание!