Les deux
vidéos présentées dans cet article ont été obtenues
grâce aux calculs effectués sur le projet GPUGrid
et au programme ACEMD
(publication).
La vidéo de gauche a été
calculée par des cartes graphiques Nvidia GTX 280. ACEMD est
un programme développé par les scientifiques du
projet GPUGrid, ce programme permet d'obtenir des simulations de
dynamique moléculaire grâce aux processeurs
graphiques. Cette
approche utilise les codes de Dynamique Moléculaire (MD)
tels que
Charmm et Amber bien connus des
spécialistes de biologie structurale.Une phosphotyrosine (au
début représentée en rouge) est
localisée puis
"capturée" à la surface d'un domaine SH2* (en
gris). Cette expérience
se déroule au début d'une suite complexe de
réactions qui affectent la
cellule. Dans la pratique, chaque fois qu'un domaine SH2 est
associé à
une tyrosine, la cellule perçoit puis "répond"
aux changements de son
environnement. L'étude de la dynamique et de la force de ces
liaisons
revêt donc toute son importance. Cette vidéo
simule le déroulement
d'une telle expérience virtuelle. On appelle cela des
simulations de
dynamique moléculaire guidée (SMD ou steered
molecular dynamics). Ici,
on force la tyrosine à se désolidariser du
domaine SH2. On programme à
l'avance une structure secondaire pour cadrer la simulation de la
tyrosine et du
domaine SH2 (cette structure
prédéterminée est
représentée par les couleurs suivantes : les hélices
alpha en violet, les feuillets
bêta en jaune, les coudes
en bleu).
*Un domaine SH2 est un motif d'interaction protéine/protéine, interaction constitutive avec des régions riches en protéines phosphorylées.
Les domaines SH2 sont présents dans de très nombreuses protéines de structure et fonction variables :
- des enzymes : TK cytoplasmiques de différentes familles (src, fps, Abl, syk, btk), tyrosines phosphatases (PTPIC et Syp/PTPID), la phospholipase Cg (PLCg), la ras-GAP pour « GTPase activating protein ».
- des facteurs de transcription de la famille Stat pour « Signal transducer and activator of transcription ».
- des adaptateurs, molécules dépourvues d'activité catalytique mais possédant plusieurs domaines d'interaction protéine/protéine. Ces molécules ont souvent (Grb2, Crk, Nck) mais pas toujours (Shc, sous-unité régulatrice de la PI3 Kinase) des domaines SH3 en plus d'un domaine SH2.
- des molécules qui en se fixant aux pTyr du récepteur activé sont des inhibiteurs compétitifs naturels d'autres molécules à domaines SH2
Cette simulation a été obtenue grâce aux volontaires qui mettent à profit la puissance de calcul de leurs cartes graphique et de leurs Playstation3 pour faire avancer la science.
*Un domaine SH2 est un motif d'interaction protéine/protéine, interaction constitutive avec des régions riches en protéines phosphorylées.
Les domaines SH2 sont présents dans de très nombreuses protéines de structure et fonction variables :
- des enzymes : TK cytoplasmiques de différentes familles (src, fps, Abl, syk, btk), tyrosines phosphatases (PTPIC et Syp/PTPID), la phospholipase Cg (PLCg), la ras-GAP pour « GTPase activating protein ».
- des facteurs de transcription de la famille Stat pour « Signal transducer and activator of transcription ».
- des adaptateurs, molécules dépourvues d'activité catalytique mais possédant plusieurs domaines d'interaction protéine/protéine. Ces molécules ont souvent (Grb2, Crk, Nck) mais pas toujours (Shc, sous-unité régulatrice de la PI3 Kinase) des domaines SH3 en plus d'un domaine SH2.
- des molécules qui en se fixant aux pTyr du récepteur activé sont des inhibiteurs compétitifs naturels d'autres molécules à domaines SH2
Cette simulation a été obtenue grâce aux volontaires qui mettent à profit la puissance de calcul de leurs cartes graphique et de leurs Playstation3 pour faire avancer la science.
Dynamique
moléculaire guidée.
En gris : le domaine SH2
En rouge : le ligand
En gris foncé : la structure secondaire du domaine SH2, cette structure est prédéterminée
En rouge foncé : la structure secondaire du ligand (structure prédéterminée)
Extirpation à 5 ångström par nanoseconde sur 15 nanosecondes
Environ 40.000 atomes (les atomes d'eau ne sont pas représentés pour simplifier la représentation).
Simulation obtenue en faisant tourner le programme ACEMD sur des cartes graphiques Nvidia GTX 280
ACEMD est un programme qui permet d'obtenir des simulations de dynamique moléculaire grâce aux cartes graphiques.
Cette approche utilise les codes de Dynamique Moléculaire (MD) tels que Charmm et Amber bien connus des spécialistes de biologie structurale.
En gris : le domaine SH2
En rouge : le ligand
En gris foncé : la structure secondaire du domaine SH2, cette structure est prédéterminée
En rouge foncé : la structure secondaire du ligand (structure prédéterminée)
Extirpation à 5 ångström par nanoseconde sur 15 nanosecondes
Environ 40.000 atomes (les atomes d'eau ne sont pas représentés pour simplifier la représentation).
Simulation obtenue en faisant tourner le programme ACEMD sur des cartes graphiques Nvidia GTX 280
ACEMD est un programme qui permet d'obtenir des simulations de dynamique moléculaire grâce aux cartes graphiques.
Cette approche utilise les codes de Dynamique Moléculaire (MD) tels que Charmm et Amber bien connus des spécialistes de biologie structurale.
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