AlphaFoldin käyttö hiilihappoanhydraasi II -entsyymin kolmiulotteisessa mallinnuksessa ja muokkauksessa

Abstract

Entsyymien kolmiulotteinen rakenne on niiden toiminnan perusta. Tekoälypohjainen AlphaFold-menetelmä mahdollistaa proteiinirakenteiden tarkan ennustamisen pelkän aminohapposekvenssin perusteella, nopeuttaen ja tehostaen entsyymien suunnittelua verrattuna kokeelliseen työhön. Tässä kandidaatintutkielmassa hyödynnettiin AlphaFoldia ChimeraX-ohjelmistossa hiilihappoanhydraasi II (1CA2) -entsyymin mallintamiseen ja sen rakenteen systemaattiseen muokkaukseen in silico. Työssä tutkittiin erilaisten muokkausten, kuten aminohappojen deleetioiden, sekvenssin lenkkien (loops) poistojen sekä koko entsyymin merkittävän lyhentämisen vaikutuksia ennustettuun kolmiulotteiseen rakenteeseen ja sen vakauteen. Tulokset osoittivat, että lisääntyvät deleetiot yleisesti heikensivät ennustettua rakenteellista vakautta. Entsyymi kuitenkin sietää lenkkien ja C ja N -terminaalien lyhennyksiä ilman rakenteen hajoamista. Kokonaisuutena työ osoittaa AlphaFoldin olevan tehokas ja helppokäyttöinen työkalu entsyymien rakennemuokkausten vaikutusten arviointiin ja potentiaalisesti ongelmallisten kohtien tunnistamiseen ennen kokeellisia jatkotutkimuksia.