ProBiS-Fold pristop za določanje vezavnih mest za celoten strukturni človeški proteom pri odkrivanju zdravil

Na področju molekularnega modeliranje se ukvarjamo z reševanjem različnih vrst problemov, kot so struktura in dinamika molekul, raziskovanje snovi, kemijske in biokemijske reakcije ter razvoj novih zdravil. V okviru tega projekta bomo razvili nove metode molekularnega modeliranja, ki temeljijo na matematični teoriji grafov, veji matematike, ki se ukvarja z diskretnimi strukturami. Poseben poudarek bo na razvoju novih algoritmov za napovedovanje proteinskih vezavnih mest (ProBiS) in novih spletnih orodij za modeliranje farmacevtsko zanimivih molekul - ProBiS Tools (algoritem, baza podatkov, spletni strežnik). Orodja ProBiS so prva, ki omogočajo identifikacijo interakcij med proteinskimi strukturami, napovedovanje selektivnosti in vezave liganda ter spremljanje učinkov ohranjenih vod in genskih variacij na vezavo liganda za celoten človeški struktutrni proteom tako, da bo presežen človeški angažma pri razvoju zdravil. Razvili bomo nov pristop ProBiS-Fold, katalog vezavnih mest in ligandov za celoten človeški strukturni proteom. V ProBiS-Fold bodo vezavna mesta razvrščena na proteine, spojine, ione, kofaktorje, nukleinske kisline ali ohranjene molekule vod. Vsako napovedano vezavno mesto bo imelo napovedane ligande istega tipa na podlagi podobnosti vezavnega mesta. ProBiS-Fold bo zagotovil interaktivna in naložljiva vezavna mesta za celoten človeški proteom in omogočil tako študije razmerja med strukturo in funkcijo proteinov kot tudi odkrivanje zdravil na celotnem strukturnem človeškem proteomu. Pristop ProBiS-Fold, na katerem temelji spletni strežnik ProBiS-Fold, bo kot prvič omogočil iskanje interakcij med večino človeških proteinskih struktur ne omejenih zgolj na strukture iz Protein Data Base, napovedovanje selektivnosti in vezave ligandov ter opazovanje učinkov ohranjene vode in različic zaporedja o vezavi liganda, kar bo omogočilo preseči človekovo vpletenost pri razvoju zdravil. To delo bo znanstveni skupnosti zagotovilo prosto dostopen, vsestranski strežnik, ki ga bodo raziskovalci in kliniki zlahka uporabljali iz spleta za odkrivanje molekul, ki se vežejo na preučevane proteine. Naša orodja ProBiS bodo omogočila kombiniranje več sicer nepovezanih raziskovalnih področij, npr. graf teoretični pristopi, študije genskih variacij, študij proteinskih struktur in simulacije molekulske dinamike. V tem projektu, ki sodi v ospredje aktualnih raziskovalnih trendov na področju molekularnega modeliranja, sodelujejo številni raziskovalci z odličnimi znanstvenimi rezultati in objavami, ki trenutno delujejo v Sloveniji in, ki zagotavljajo raziskovalno delo na najvišji možni ravni. Področje računalniško intenzivnih metod in aplikacij je izjemno propulzivno področje znanstvenih raziskav, na katerem se z uporabo superračunalnikov in računalniških gruč rešujejo najzahtevnejši računski problemi pri teoretičnih in uporabnih raziskavah tako v naravoslovnih kot v tehničnih vedah. Razvoj novih računskih metod je tesno povezan z razvojem novih algoritmov in razvojem sodobnih računalnikov. Projekt se jasno osredotoča na razvoj novih metod za molekularno modeliranje, ki se uporabljajo za ciljni razvoj zdravil, zato je področje računalniško intenzivnih metod in aplikacij povsem primereno za tovrstni projekt.