Białka z niezwykłym węzłem. Zespół z UW potwierdził przewidywanie sztucznej inteligencji

Nową rodzinę badacze nazwali EIGHT fold (od ang. Extraordinarily Intricate Globular Helical Tangled fold). Białka o tej budowie wyodrębnili spośród ponad 600 tys. białek zawęźlonych. Ponieważ występują one u organizmów, które w ewolucji dzielą miliony lat, naukowcy założyli, że struktura przewidziana przez sztuczną inteligencję naprawdę istnieje w przyrodzie. Według nich wyniki pokazują, że takie modele potrafią przewidzieć bardzo złożoną budowę cząsteczek, nawet gdy w danych treningowych nie było podobnych przykładów.

Wszystkie znalezione białka z tym węzłem pochodzą od bakterii z klas Clostridia i Tissierellia. Żyją one w środowisku beztlenowym, często w jelitach i na błonach śluzowych. Badacze chcą teraz ustalić, jaką rolę pełni węzeł, czy zmienia działanie białek i czy ma znaczenie dla zdrowia człowieka.

Z matematycznego punktu widzenia białko musi tu dwa razy pokonać barierę topologiczną — wcześniej sądzono, że w białkach jest to niemożliwe. Zespół — we współpracy z prof. Sophie Jackson z University of Cambridge i Zakładem Biofizyki Wydziału Fizyki UW — pokazał, że białko potrafi samo się rozwinąć. Ten proces ma sześć faz i jest najbardziej złożonym takim procesem opisanym dotąd w literaturze. Samodzielnego ponownego zawiązania węzła badacze jednak nie zaobserwowali; wyjaśnić to ma hipoteza podwójnego przeplecenia, którą trudno sprawdzić doświadczalnie.

Analizy bioinformatyczne sugerują, że architektura powstała przez podwojenie niezawęźlonych fragmentów białka. Choć kształt przestrzenny przetrwał ewolucję, sekwencje aminokwasów w tej rodzinie bardzo się różnią. Dr Mariusz Możajew z CeNT UW zwraca uwagę, że do zrozumienia biologii nie wystarczy znać sekwencję białka — trzeba też poznać jego topologię i pochodzenie. Wyniki opublikowano w „Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS).