بیوانفورماتیک ساختاری چیست؟

شاخه ای از بیوانفوماتیک است که به برسی ساختار درشت مولکول هایی مثل پروتئین می پردازد.

این شاخه از دو حوزه بسیار مهم دینامیک مولکولی و داکنیک مولکولی تشکیل شده که هردو در طراحی دارو نقش دارند. در بیوانفورماتیک ساختاری هدف شناسایی و پیش بینی ساختار اول، دوم، سوم و چهارم پروتئین با کمک مدل سازی مولکولی یا توالی یابی است چرا که پروتئین های دارای توالی مشترک میتوانند به یک شکل فولد شوند (تبدیل به ساختار سوم و یا چهارم ) زیرا ساختمان اول پروتئین که از زنجیره اسید های آمینه تشکیل شده است شکل سه بعدی نهایی یک پروتئین را تعیین میکند.

از دیگر فعالیت های بیوانفورماتیک ساختاری مدل سازی مولکولی و دینامیک مولکولی است که در آن به شبیه سازی  برهم کنش های مولکولی می پردازند. این روش اجازه میدهد کل برهم کنش ها را در قالب یک سیستم در نظر بگیریم و از معادلات مکانیک کلاسیک نیوتون استفاده کنیم.

داکینک مولکولی هم زیر شاخه ای از بیوانفورماتیک بوده که در آن به برسی اتصال یک لیگاند به رسپتور می پردازند. از آنجایی که برهم کنش بین مولکول ها تابع انرژی گیبس واکنش است در داکینک مولکولی نه تنها ممکن بودن یک واکنش از نظر انرژی آزاد برسی می شود بلکه نوع واکنش را مشخص میکند. این تحقیقات کمک بزرگی به پروژه های تحقیقاتی مثل طراحی دارو، طراحی نانوذرات زیستی و دیگر مواد بیولوژیکی و شیمایی دارد، داکینک مولکولی و دینامیک مولکولی در کنار هم منجر به شاخه ای جدید بنام مدل سازی مولکولی شده که در آن نه تنها اتصال ماکرومولکول ها مورد برسی قرار میگرد بلکه دینامیک آنها مهم است چرا که اکثر واکنش ها در دنیای واقعی تابع دینامیک پروتئین هاست.

مثلا یک آنزیم برای انجام فعالیت خود نیاز به دینامیک دارد و حرک های دینامیکی پروتئین به آن اجازه میدهد تا به لیگاند متصل شده و باعث کاتالیز زیستی شود.

یا مثلا ورود مواد گوناگون به درون سلول میتواند توسط دینامیک مولکولی شبیه سازی شود این امر کمک شایانی به تحقیقاتی مثل انتقال دارو میکند. در بیوانفورماتیک ساختاری استفاده از نرم افزار های گوناگون امری رایج بوده و کسانی در این حوزه موفق تر هستند که نرم افزار های کاربردی بیشتری بلد باشند.