آشنایی با پیش‌بینی ساختار پروتئین ۲۰۱۱
Introduction to Protein Structure Prediction 2011

نگاهی به روش‌ها و الگوریتم‌های مورد استفاده برای پیش‌بینی ساختار پروتئین

دانش عمیق از عملکرد و ساختار پروتئین‌ها برای پیشرفت زیست‌شناسی و علوم زیستی، و نیز توسعه‌ی داروهای بهتر، محصولات پربازده‌تر و حتی سوخت‌های زیستی مصنوعی حیاتی است. در همین راستا، این مرجع، روش‌های مورد استفاده برای پیش‌بینی ساختار پروتئین را روشن ساخته و کاربردهای کلیدی ساختارهای مدل‌سازی‌شده را آشکار می‌کند. این کتاب ضروری، کاربردهای ساختارهای پروتئینی مدل‌سازی‌شده را پوشش می‌دهد و رابطه‌ی بین اطلاعات صرفاً توالی و ساختار سه‌بعدی را باز می‌کند، که همچنان یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در زیست‌شناسی مولکولی است.

با استفاده از این منبع، خوانندگان یک بررسی جامع از مسائل، روش‌ها، ابزارها، سرورها، پایگاه‌های داده و کاربردهای پیش‌بینی ساختار پروتئین را خواهند یافت و بینشی بی‌نظیر نسبت به کاربردهای آتی ساختارهای پروتئینی مدل‌سازی‌شده به دست خواهند آورد. کتاب با یک مقدمه‌ی کامل در مورد مسئله‌ی پیش‌بینی ساختار پروتئین آغاز می‌شود و به چهار موضوع تقسیم می‌شود: پیش‌زمینه‌ای درباره‌ی پیش‌بینی ساختار، پیش‌بینی عناصر ساختاری، پیش‌بینی ساختار سه‌بعدی و بینش‌های عملکردی. در این چهار بخش، موضوعات زیر پوشش داده می‌شوند:

• پایگاه‌های داده و منابعی که معمولاً برای پیش‌بینی ساختار پروتئین استفاده می‌شوند
• ارزیابی شاخص پیش‌بینی ساختار (CASP) و طرح ابتکاری ساختار پروتئین (PSI)
• تعاریف زیرساختارهای تکرارشونده و رویکردهای محاسباتی مورد استفاده برای حل مسائل توالی
• مشکلات مربوط به پیش‌بینی نقشه‌ی تماس و چگونگی حل این مشکلات توسط روش‌های پیچیده‌ی یادگیری ماشین
• روش‌های پیش‌بینی ساختار که بر مدل‌سازی همولوژی، ریسه‌بندی و مونتاژ قطعات متکی هستند
• روش‌های ترکیبی که به ساختارهای پروتئینی با وضوح بالا دست می‌یابند
• بخش‌هایی از ساختار پروتئین که ممکن است حفظ شده و برای تعامل با سایر بیومولکول‌ها استفاده شوند
• چگونگی استفاده از مسئله‌ی پیش‌بینی حلقه برای پالایش ساختارهای مدل‌سازی‌شده
• مدل محاسباتی که تفاوت‌های بین ساختار پروتئین و جهش یافته‌ی مدل‌سازی‌شده‌ی آن را تشخیص می‌دهد

خواه در زمینه‌ی بیوانفورماتیک یا تحقیقات زیست‌شناسی مولکولی مشغول به کار باشید و یا در دوره‌های مدل‌سازی پروتئین شرکت کنید، مطالب این کتاب را ارزشمند خواهید یافت.

A look at the methods and algorithms used to predict protein structure

A thorough knowledge of the function and structure of proteins is critical for the advancement of biology and the life sciences as well as the development of better drugs, higher-yield crops, and even synthetic bio-fuels. To that end, this reference sheds light on the methods used for protein structure prediction and reveals the key applications of modeled structures. This indispensable book covers the applications of modeled protein structures and unravels the relationship between pure sequence information and three-dimensional structure, which continues to be one of the greatest challenges in molecular biology.

With this resource, readers will find an all-encompassing examination of the problems, methods, tools, servers, databases, and applications of protein structure prediction and they will acquire unique insight into the future applications of the modeled protein structures. The book begins with a thorough introduction to the protein structure prediction problem and is divided into four themes: a background on structure prediction, the prediction of structural elements, tertiary structure prediction, and functional insights. Within those four sections, the following topics are covered:

• Databases and resources that are commonly used for protein structure prediction
• The structure prediction flagship assessment (CASP) and the protein structure initiative (PSI)
• Definitions of recurring substructures and the computational approaches used for solving sequence problems
• Difficulties with contact map prediction and how sophisticated machine learning methods can solve those problems
• Structure prediction methods that rely on homology modeling, threading, and fragment assembly
• Hybrid methods that achieve high-resolution protein structures
• Parts of the protein structure that may be conserved and used to interact with other biomolecules
• How the loop prediction problem can be used for refinement of the modeled structures
• The computational model that detects the differences between protein structure and its modeled mutant

Whether working in the field of bioinformatics or molecular biology research or taking courses in protein modeling, readers will find the content in this book invaluable.