L. A. Kadirova, A. A. No’monjonov bioinformatika o‘zbekiston Respublikasi vazirligi tomonidan ta’lim yo‘nalishi bo‘yicha darslik sifatida tavsiya etilgan

ДСъ_11и] — Д Gdesnlvation
[Ligand] [Retseptor]
[Kompleks]
harakat + ^■ ^ konfipuntion " G ^^'InterBction
qayerda:
desolvatsiya - erituvchi harakatidan ligandni olib tashlash uchun entalpiya jazosi - ligand o'z retseptoriga bog'langanda erkinlik darajasini pasaytirish uchun entropiya jazosi
konfiguratsiya - ligandni "faol" konformatsiyasiga aylantirish uchun zarur bo'lgan konformatsion deformatsiya energiyasi
o'zaro ta'sir - ligandni retseptoridan "ajratish" uchun entalpiya ortishi
Asosiy g'oya shundan iboratki, umumiy bog'lanish bo'sh energiya bog'lanish jarayoni uchun muhim bo'lgan mustaqil tarkibiy qismlarga ajralishi mumkin. Har bir komponent ligand va uning maqsadli retseptorlari o'rtasidagi bog'lanish jarayonida erkin energiya o'zgarishining ma'lum bir turini aks ettiradi. Asosiy tenglama bu komponentlarning chiziqli birikmasidir. Gibbs erkin energiya tenglamasiga ko'ra, dissotsilanish muvozanat konstantasi K _d va erkin energiya komponentlari o'rtasida bog'liqlik qurilgan .
Asosiy tenglamaning har bir komponentini baholash uchun turli xil hisoblash usullari qo'llaniladi. Masalan, ligandlar bilan bog'langanda qutb yuzasining o'zgarishi desolvatsiya energiyasini baholash uchun ishlatilishi mumkin. Ligand bog'langanda muzlatilgan aylanadigan bog'lanishlar soni harakat muddatiga proportsionaldir. Konfiguratsiya energiyasi yoki kuchlanish energiyasi molekulyar mexanika hisob- kitoblari yordamida taxmin qilinishi mumkin . Nihoyat, o'zaro ta'sir energiyasini qutbsiz sirt o'zgarishi, statistik jihatdan olingan o'rtacha quvvat potentsiallari , hosil bo'lgan vodorod aloqalarining 197 soni va boshqalar kabi usullar yordamida baholash mumkin . Amalda, asosiy tenglamaning komponentlari bir nechta chiziqli yordamida eksperimental ma'lumotlarga mos keladi. regressiyalar. Bu kamroq aniqroq, ammo umumiyroq "global" modelni ishlab chiqarish uchun ko'plab turdagi ligandlar va retseptorlarni o'z ichiga olgan turli xil o'quv majmuasi yoki aniqroq, ammo kamroq umumiy "mahalliy" modelni ishlab chiqarish uchun ligandlar va retseptorlarning cheklangan to'plami bilan amalga oshirilishi mumkin. .

5. 
   Kompyuter toksikologiyasi va immunoinformatika
   

Bioinformatikaning yangi tarmog'i venominformatika (yoki venominformatika, venominformatika) hayvonlar va o'simliklardagi zaharlar va ularning tarkibiy qismlari (toksinlar) tuzilishi va faoliyati to'g'risidagi ma'lumotlarni kompyuterda tahlil qilish bilan shug'ullanadi.
Biz turli xil tizimli guruhlarning hayvonlarining zaharlari haqida gapiramiz - meduzalar, mollyuskalar, asalarilar va arilar, o'rgimchaklar, chayonlar, baliqlar, ilonlar. Ixtisoslashgan bezlar tomonidan ishlab chiqarilgan bu zaharlar hayvonlar tomonidan ov qilish va yirtqichlardan himoya qilish uchun ishlatiladi. Zaharlar toksinlar (oqsillar, ularning aksariyati fermentativ faollikka ega), aminlar, lipidlar va boshqalarning murakkab aralashmasidir.
Bir turdagi ilon, chayon, mollyuskaning zahari 50-200 ta zaharli komponentni o'z ichiga olishi mumkin. Toksinlar jabrlanuvchining (shu jumladan odamlar) tanasidagi turli xil uyali maqsadlarga tanlab ta'sir qiluvchi yuqori faol molekulalardir.
Ta'sir qilish maqsadiga ko'ra toksinlar quyidagilarga bo'linadi.

• 
  Gematik zaharlar (Heamotoksik) qonga ta'sir qiluvchi zaharlardir.
  
• 
  Neyrotoksinlar (neyrotoksik) - asab tizimi va miyaga ta'sir qiluvchi zaharlar.
  
• 
  Miyotoksinlar mushaklarga zarar etkazadigan zaharlardir.
  
• 
  Gemotoksinlar (gemorraginstoksinlar) - zarar etkazadigan toksinlar
  

qon tomirlari va qon ketishiga olib keladi.

• 
  Gemolitik toksinlar (gemolizinstoksinlar ) toksinlardir
  

eritrotsitlarga zarar etkazadi.

• 
  Nefrotoksinlar buyraklarga zarar etkazadigan toksinlardir.
  
• 
  Kardiotoksinlar yurakka zarar etkazadigan toksinlardir .
  
• 
  Nekrotoksinlar (Nekrotoksinlar) - to'qimalarni yo'q qiladigan, ularning nekroziga (nekroz) olib keladigan toksinlar.
  
• 
  boshqa toksinlar.
  

Toksinlarni o'rganish asosiy ahamiyatga ega, chunki u ma'lum ion kanallari va boshqa hujayra retseptorlarini tavsiflash, qon ivish mexanizmlarini o'rganish va boshqalar imkonini beradi. Bundan tashqari, bu erda muhim tibbiy jihat mavjud: vaktsinalar, antidotlar, turli xil terapevtik vositalarni ishlab chiqish. agentlar, insektitsidlar va boshqalar. Dunyo bo'ylab har yili minglab odamlar zaharli hayvonlar tomonidan tishlash natijasida vafot etadi.
Zahar va toksinlarning farmakologik xossalari biologik modellar (kalamushlar, sichqonlar, hasharotlar) bo‘yicha tajribalarda o‘rganiladi. Hayvon zaharlarining biologik ta'siri, shu jumladan ularning molekulyar darajadagi, ya'ni ion kanallari va membrana retseptorlaridagi ta'siri to'g'risidagi ma'lumotlarning eksponentsial o'sishi kuzatiladi.
Zaharli oqsillarning aminokislotalar ketma-ketligini taqqoslash, toksinlarning uch o‘lchovli tuzilishi va ularning molekulyar maqsadlarini modellashtirish, filogenetik tahlil qilish, toksinlar va ishlab chiqaruvchi organizmlar tasnifini takomillashtirish uchun dasturiy vositalar ishlab chiqilmoqda. Kompyuter usullaridan foydalanish tufayli biologik faol peptidlarni o'rganish intensivligi oshadi va bu ishlarning narxi pasayadi.
Maxsus toksikologik ma'lumotlar bazalari mavjud:
Toksikologiya ma'lumotlar tarmog'i http://toxnet.nlm.nih.gov/
Toksin maqsadli ma'lumotlar bazasi http://www.t3db.org/
Venom ma'lumotlar bazasi http://www.ateris.ch/ven_data.php
Toxicoinformatika portali http://www.pharmtao.com/Toxicoinfo/index.htm
Zaharli suv o'tlari ma'lumotlar bazasi https://fortress.wa.gov/ecy /toxicalgae/
Kengaytma Toksikologiya tarmog'i http://extoxnet.orst.edu/
Bioinformatikaning yana bir yangi sohasi immunoinformatika yoki kompyuter immunologiyasi.
Immunitet tizimi organizmni parazit mikroblardan himoya qiluvchi (immunitetini) ta'minlovchi organlar va hujayralarning maxsus tizimi sifatida evolyutsiyaning ma'lum bir bosqichida, organizmni patogen mikroorganizmlardan himoya qilish uchun mo'ljallangan ko'p hujayrali organizmda hujayralar paydo bo'lganida paydo bo'lgan.
Immunitet tizimini tashkil etuvchi hujayralar immunokompetent deb ataldi. Ularning barchasi bitta ajdoddan - suyak iligi o'zak hujayrasidan kelib chiqqan bo'lib, turli xil hujayra chiziqlari: granulotsitlar, monositlar, B-limfotsitlar, T-limfotsitlar, NK hujayralari va boshqalar.
Yakuniy etilish uchun T-limfotsitlar (T-hujayralar) suyak iligidan timusga o'tadi va u erdan qon oqimi va limfa oqimi orqali o'tib, taloq va limfa tugunlariga joylashadi. Ushbu tizimning hujayra subpopulyatsiyalaridan biri T-killerlar (sitotoksik T-limfotsitlar).
NK hujayralari - tabiiy qotillar, tabiiy qotil hujayralar (NK hujayralari)) - o'simta hujayralari va viruslar bilan kasallangan hujayralarga qarshi sitotoksik ta'sirga ega bo'lgan yirik donador limfotsitlar. NK hujayralarining asosiy vazifasi antiviral immunitetning asosiy komponenti - T-qotillari ta'sirida mavjud bo'lmagan tana hujayralarini yo'q qilishdir.
B-limfotsitlar (B-hujayralar), shuningdek, granulotsitlar va monositlar suyak iligida etuklikka uchraydi, bu erdan etuk hujayralar qon oqimiga kiradi. B-limfotsitlar ham qon oqimidan chiqib, taloq va limfa tugunlarida joylashib, plazmatik hujayralarga aylanishi mumkin.
Monotsitlar qon tomirlarini tark etib, turli organlar va to'qimalarga kirib, ular to'qima makrofaglariga aylanadi.
Granulotsitlar o'zlarining hayot aylanish jarayonini qon tomirlari ichida, qonda aylanib yuradilar va qon tomir to'shagidan faqat alohida zarurat bo'lganda, ya'ni parazit mikroblarning to'g'ridan-to'g'ri kirib borishi va butun tanaga tarqalishi xavfi bilan chiqib ketadilar.
Ushbu jarayonlarning nozik mexanizmlarini o'rganish orqali tadqiqotchilar B hujayralari ham, qotil T hujayralari ham o'z-o'zidan eng samarali javobni ishlab chiqa olmasligini tushunishdi. Uning eng to'liq namoyon bo'lishi uchun boshqa hujayralar yordami kerak. Ushbu yordamchi funktsiyani ham fagotsitar hujayralar (makrofaglar, dendritik hujayralar) va T-yordamchilar (ingliz yordamchisidan - yordamchi) bajaradilar. Aynan har xil turdagi immunokompetent hujayralarning o'zaro ta'siri jarayonida eng aniq immunitet reaktsiyasi shakllanadi.
Immunitet tizimini "axborot" bilan ta'minlashda sitokinlar (sitokinlar) - kichik peptid ma'lumot molekulalari juda muhim rol o'ynaydi. Ular hujayralararo va tizimlararo o'zaro ta'sirlarni tartibga soladi, hujayralarning omon qolishini, ularning o'sishini, differentsiatsiyasini, funktsional faolligini va apoptozini rag'batlantirish yoki bostirishni belgilaydi, shuningdek , normal sharoitlarda va ularga javoban immun, endokrin va asab tizimlarining ta'sirini muvofiqlashtirishni ta'minlaydi. patologik ta'sirlar.