Структуру белков теперь превращают в музыку и наоборот

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали систему для преобразования структуры белков в музыкальные пассажи. Она позволяет также, внеся некоторые изменения в звук, провести обратную операцию и получить в итоге совершенно новые белки.

Руководитель лаборатории атомной и молекулярной механики профессор Маркус Бюлер (Markus J. Buehler) и его сотрудники определили уникальные естественные частоты вибраций для всех двадцати аминокислот, образующих белки. А затем преобразовали их в частоты слышимого человеком звука, получив звукоряд из двадцати ступеней. При этом самая низкая частота колебаний аминокислоты (свойственная тирозину) была увеличена до 61,7 герц, что соответствует ноте си субконтроктавы.

Исследователи перевели несколько белков в звуковые композиции, в которых продолжительность каждого тона определялась трёхмерной конфигурацией белковой молекулы. При этом неупорядоченная вторичная структура белка соответствовала длинным нотам, β-листы – коротким, и α-спирали – самым коротким. От вторичной структуры зависела и громкость нот. Учёные решили, что β-листы должны звучать громче, чем другие белковые структуры. На втором этапе работы они использовали нейросеть, которая, ознакомившись с «белковыми мелодиями», смогла создавать новые варианты звучания, соответствующие принципиально новым структурам белковых молекул.

Работа команды была опубликована в журнале ACS Nano.


Источник