Вероятность того, что случайная цепочка из 150 аминокислот свернется в функциональный белок, равна 10^-77

1

Наткнулся на один из старых постов @Anton где он приводит статью о вероятности появления белка. Но легитимно ли его статья на самом деле?

Вся интрига и споры вокруг знаменитой статьи Дугласа Акса 2004 года (Estimating the Prevalence of Protein Sequences Adapting Functional Folds, Journal of Molecular Biology)

Суть эксперимента Акса

Акс взял определенный фермент — ослабленную бета-лактамазу (длиной около 150 аминокислот), которая расщепляет пенициллин и обеспечивает бактериям устойчивость к антибиотикам.

  1. Он начал случайным образом вносить мутации в геном, заменяя аминокислоты в структуре белка.

  2. Затем он проверял, сохраняет ли полученный вариант белка способность расщеплять пенициллин ,то есть держит ли он свою исходную 3D форму и активность

  3. Измерив процент мутаций, при которых белок ломался, Акс экстраполировал это на всю длину цепи и математически получил вероятность 1 к 10^77

Вывод Акса: Вероятность того, что случайная цепочка из 150 аминокислот свернется в функциональный белок, равна 10^-77 Поскольку в видимой Вселенной всего около 10^80 атомов, слепой поиск функционального белка математически невозможен

2 лайка
2

Как получена цифра 10^{-77}

  • Оценка вероятности фолда: Акс определил среднюю вероятность сохранения функции при мутации в одной позиции как 0.38.
  • Экстраполяция на домен: Для домена из 153 аминокислот вероятность сохранить функцию составила 0.38^{153} \approx 10^{-64}.
  • Учет гидропатического шаблона: Вероятность того, что случайная последовательность вообще совпадет с нужным паттерном гидрофобности/гидрофильности, составляет 10^{-33}.
  • Итоговая : Объединив эти ограничения, Акс оценил частоту функциональных последовательностей для конкретно этого фолда в диапазоне от 10^-77 до 10^-53
1 лайк
3

Вообщем ковыряясь в этой шумихе разобрал некоторые неудобные моменты не в пользу Акса

В реальных лабораторных скринингах полностью случайных библиотек аминокислот например, в исследовании Джека Шостака функциональные белки обнаруживаются с частотой около 1 \text{ на } 10^{11}. Оценка Акса (10^{-77}) ошибается относительно реальных биохимических тестов на 66 порядков.

В самой статье как ни странно экспериментальные данные самого Акса продемонстрировали, что существует огромное количество комбинаций мутаций, при которых белок продолжает функционировать на аналогичном или слегка сниженном уровне

И вишенка на торте, Акс выбрал для исследования искусственно ослабленный и температурно-чувствительный вариант фермента, который разрушался от минимальных изменений, чтобы искусственно преувеличить мутационную хрупкость белков

Советую дебанк видео на этого креациониста, очень интересно

1 лайк