核糖体根据RNA的指示合成蛋白质。如果没有他们,生命将是不可能的。惠特福德和康奈尔大学医学院,美国加州大学伯克利分校和洛斯阿拉莫斯国家实验室的合作者提出了一种计算的框架,被称为核糖体的分子机器,这一研究可更好地帮助我们了解核糖体的引擎原理,相关论文发表在近期的PLoS计算生物学上。
我们都知道,一般的汽车是如何工作的:踩动油门踏板前进,刹车停止,方向盘决定方向。不过,弹出打开引擎盖,你会发现这些零件在不同的汽车中有很多的细微差别。
用宏观的机器,让引擎盖下的是一个简单的过程,但是当它涉及到细胞内驾驶生物学功能的分子机器,事情就变得复杂多了,物理学助理教授Paul Whitford说。
这是因为机器本身的环境对他们有很大的影响。例如,水分子被不断轰击,并由于一个水分子的能量非常接近在这些微观的分子键,影响是显着的。
核糖体由几十万的原子排列在一个非常复杂的结构,这是经过几十年的研究后科学家在21世纪初*确定。有了的计算技术,研究人员现在可以研究核糖体周围特定的原子内的巨大结构的相互作用。这项研究的工作人员表示,他们可以使用这些信息来估计随着时间的推移,核糖体如何改变其构象。

一个对大肠杆菌核糖体计算机化描述。小球体代表周围环境中的带电粒子。
惠特福德的团队获得了仿真模拟核糖体图像,以及1.3微秒,比实验室的检测的超过大约5倍的时间的核糖体行动。花了好几个月计算,并使用超级计算机进行分析。研究人员认为这将是一个非常有用的核糖体研究工具,使用计算技术研究负责蛋白质合成的核糖体细微差别,从而更进一步了解细胞内部细微结构和运行机制。