Un algorithme des scientifiques de l'Université Rice prédit les structures et les températures de fusion du collagène, la triple hélice qui représente environ un tiers des protéines du corps et forme la colle fibreuse de la peau, OS, muscles, tendons et ligaments. Crédit :Douglas Walker
Le collagène est le roi des protéines biologiques, et maintenant il a un SCEPTTr.
C'est la poignée d'un algorithme développé par les scientifiques de l'Université Rice qui étudient les versions naturelles et synthétiques du collagène, qui représente environ un tiers des protéines du corps et forme la colle fibreuse de la peau, OS, muscles, tendons et ligaments.
Le programme—nom complet, Fonction de notation pour la température de transition des peptides d'émulation de collagène - prédit avec précision la stabilité des triples hélices de collagène, la structure primaire qui forme les fibrilles.
L'équipe Rice dirigée par le chimiste et bio-ingénieur Jeffrey Hartgerink et l'étudiant diplômé Douglas Walker ont testé SCEPTTr sur 431 triples hélices de collagène à partir de leurs propres expériences et de la littérature et l'ont également utilisé pour guider la conception d'une nouvelle hélice de collagène synthétique.
L'étude en Chimie de la nature pourrait aider les chercheurs à mieux comprendre le rôle essentiel de la protéine dans la cicatrisation des plaies et le cancer et pourrait être utilisé pour concevoir des collagènes synthétiques, selon les chercheurs.
L'article améliore considérablement le projet du laboratoire de 2012 visant à prédire la stabilité des structures de collagène synthétique. "L'une de ses limites est qu'il ne comprenait qu'une gamme très étroite d'acides aminés, " a déclaré Hartgerink.
SCEPTTR étend cela à l'ensemble des acides aminés naturels. Cela en fait essentiellement un ensemble de montage pour la conception de collagène, des semaines d'essais et d'erreurs potentiellement réduites à quelques secondes sur un ordinateur de bureau.
« La deuxième amélioration majeure est que, même si les travaux antérieurs ne pouvaient pas vous dire si une espèce de collagène serait stable à température ambiante, Le programme de Doug fait des prédictions sur la température de fusion, le point auquel une triple hélice se désagrège, " Hartgerink a déclaré. " La grande partie à ce sujet est que c'est une valeur facilement testable qui s'étend également aux températures physiologiques.
"C'est important pour nous, parce que s'il se désagrège quand vous le mettez dans un organisme vivant, ce n'est pas particulièrement utile, " il a dit.
SCEPTTr renvoie plus d'un résultat pour un trio de séquences donné, détaillant toutes les combinaisons possibles des peptides d'entrée et fournissant une température de fusion pour chacun.
"L'une des choses les plus importantes que fait SCEPTTr est d'examiner toutes les structures alternatives possibles et de vous dire à quel point elles sont stables, " a déclaré Walker. " Cela nous aide à comprendre à quoi ressembleront ces mélanges complexes avant de les préparer. "
Walker a apporté une combinaison unique de talents au projet, passer la moitié de son temps à synthétiser des peptides de collagène et la moitié à programmer SCEPTTr.
« Quand j'étais en licence (j'étudiais la chimie à l'Idaho State University), J'ai continué à prendre des cours de maths parce que j'aimais vraiment ça, " expliqua-t-il. " Et c'est arrivé au point où je pensais, 'Bien, Je suis à une classe d'une mineure en mathématiques. Et cela s'est avéré être un cours d'informatique."
Malgré les réserves, Walker a découvert qu'il aimait la programmation. "Tôt, J'ai dit, 'Hey, Doug, savez-vous quelque chose sur les ordinateurs, parce que j'ai un projet pour toi, '", se souvient Hartgerink. "Je pense que l'idée était que, s'il ne connaissait pas la programmation, il allait devoir le comprendre d'une manière ou d'une autre."
Walker a déclaré que le programme sera disponible gratuitement en ligne. « Nous voulons en faire un domaine plus accessible, et SCEPTTR devrait permettre aux gens de comprendre plus facilement le collagène, " il a dit.