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对于科学家们来说，他们所确知的是蛋白质拥有一种不寻常的特性——他们能自我装配。这就象一辆汽车在流水线上组装它本身一样。这种自我装配称为“折叠”。科学家们同样知道，如果他们希望尽快了解他们想要知道的东西，他们将不得不求助于精通计算机的志愿人员。为了更好的理解蛋白质是如何折叠的，以期能发现疾病的新疗法，斯坦福大学的Pande小组希望能借助于大众的力量，就象SETI@Home, Entropia和Distributed Sciences一样——寻求愿意将空闲计算机加入大规模分布式模拟的Internet用户。一星期前，Folding@Home计划出台，设计用于运行模拟蛋白质的自我组装。这项计划可用于运行Windows或Linux的PC机.对生物化学家们来说，破解蛋白质的组装过程，无疑意味着心目中的圣杯。“一旦你知道了蛋白质的形状，你就能猜测出它的功能，”Vijay Pande博士说道, 他是斯坦福大学的化学副教授，同时，他也是这项计划的主要人员。“蛋白质的结构能告诉我们他们的功能，以及他们是如何自我组装的。”对抗病毒的抗体拥有特殊的结构，使其能与病毒结合。通过了解抗体的结构，科学家们能够理解抗体的工作机理。Pande说，我们的目标是了解蛋白质的自我组装过程以及最终结构。因为，虽然我们知道蛋白质与疾病，生物化学等有关，但我们不知道它们是如何发挥作用的。 通过模拟这些折叠过程，我们可以知道哪一个基因激活特定的蛋白质，也许，我们还能从中找到治疗某些危险疾病的方法。折叠过程极快，通常以毫秒计。然而，折叠过程的每一步却极为复杂，单一计算机无法计算所有可能的结果。据Pande说，由于可能性如此众多，连折叠过程中一纳秒的计算量也会使计算机难以负荷。简单的蛋白质组装约需10000纳秒，而一台主频为400MHz的计算机需要用一天的时间来模拟1纳秒的组装过程。这意味着模拟一简单蛋白质的折叠需要1000台计算机持续工作十天，这仅仅是简单的折叠，复杂的折叠将耗用更多的时间。Pande小组使用一软件开发小组的工具包来构建其服务，称为Mithral Client-Server SDK。这项服务用于快速构建分布式计算以及对等网络，由此产生类似于SETI@Home的计划。Pande不希望因冗长的计算而耗费大量时间。现在，研究人员已经知道了Mithral SDK，他们能在一至两个星期之内构建一台客户机。Pande目前还不能透露有关Folding@home计划的某些细节，主要因为这项计划的某些部分正在受到同行的评估，还可能因为它仅正式运行了一个礼拜，但其所有结果将会公布。由于基因是形成蛋白质的蓝图，那么，了解人类基因组的全序列就好比拥有了一辆汽车所有零件的清单。不知道蛋白质是如何组装的，而只知道它确实发生了组装，这对我们毫无助益。蛋白质是建造有机体的“砖石”。酶则驱动机体内的生化反应，例如消化。而抗体就担负起识别机体内病原体与外来物质的重任，协助免疫系统清除入侵者。
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发表于 2013-4-13 09:12:12
