Hispanopedia WikiEl algoritmo Katchalski-Katzir es un algoritmo para el acoplamiento de moléculas rígidas, desarrollado por Ephraim Katchalski-Katzir , Isaac Shariv y Miriam Eisenstein. [1] [2]
En 1990, el profesor Ephraim Katchalski-Katzir, expresidente del estado de Israel, reunió a un grupo de físicos, químicos y biólogos en el Instituto de Ciencias Weizmann para debatir sobre el reconocimiento intermolecular. Uno de los resultados de estas discusiones fue el algoritmo Katchalski-Katzir, propuesto por el Dr. Isaac Shariv, estudiante de doctorado en física en ese momento. El algoritmo fue implementado en un programa informático, MolFit, por la Dra. Miriam Eisenstein del departamento de Química Estructural.
Es un algoritmo puramente geométrico, pero algunas extensiones del mismo también implementan la electrostática .
El primer paso del algoritmo es mapear las moléculas en cuadrículas, donde cada punto de la cuadrícula se marca como:
- fuera de la molécula
- en la superficie de la molécula
- Dentro de la molécula
El algoritmo aumenta el contacto de la superficie y minimiza la superposición de volumen. Es sencillo calcular dicha puntuación para una única alineación, pero hay tantas formas posibles de alinear las moléculas que es imposible simplemente iterarlas todas.
Para calcular las puntuaciones de muchas alineaciones de manera eficiente, se aplica la transformada rápida de Fourier (FFT) a ambas cuadrículas. Tener las cuadrículas en formato FFT permite calcular la puntuación de muchas alineaciones diferentes muy rápidamente.
El algoritmo de Katchalski-Katzir es rápido, pero bastante limitado. Se suele utilizar para filtrar rápidamente las estructuras candidatas que son claramente erróneas. Una estructura puede tener una buena puntuación de Katchalski-Katzir (es decir, que se ajuste bien geométricamente), pero que en general no se ajuste bien, por ejemplo, debido a interacciones electrostáticas desfavorables o grupos hidrófobos e hidrófilos enfrentados. Esto no es un problema grave, ya que estas estructuras se pueden filtrar más tarde. Un problema mayor es cuando el algoritmo rechaza una estructura favorable. Algunos casos en los que esto puede suceder incluyen un mal ajuste geométrico superado por fuerzas de atracción muy fuertes, o cuando la forma del objetivo cambia debido a las interacciones ( ajuste inducido ).
Los programas que implementan el algoritmo Katchalski-Katzir incluyen MolFit [3] y FTDock. [4]
Véase también
Referencias
- ^ Katzir, Ephraim (2009). "Capítulo 33". Un cuento de vida (edición en inglés). Carmel Publishing House. ISBN 978-965-540-026-7.
- ^ Katchalski-Katzir E, Shariv I, Eisenstein M, Friesem AA, Aflalo C, Vakser IA (1992). "Reconocimiento de superficies moleculares: determinación del ajuste geométrico entre proteínas y sus ligandos mediante técnicas de correlación". Proc Natl Acad Sci USA . 89 (6): 2195–2199. Bibcode :1992PNAS...89.2195K. doi : 10.1073/pnas.89.6.2195 . PMC 48623 . PMID 1549581.
- ^ "MolFit". Instituto Científico Weizmann . Consultado el 22 de febrero de 2018 .
- ^ "FTDock (v2.0)". Grupo de Bioinformática Estructural . Consultado el 22 de febrero de 2018 .
