¿Cuáles son algunos de los mayores problemas no resueltos en biofísica?

Hay muchos problemas sin resolver, lo que lo convierte en un campo emocionante para estar; Aquí hay algunos que me parecen interesantes:

  1. Plegamiento de proteínas : ver la respuesta del usuario de Quora.
  2. Comprensión de las proteínas intrínsecamente desordenadas (IDP) : quiero hacer hincapié en el hecho de que las IDP son diferentes de las proteínas normales, y su propia existencia ha desafiado nuestra comprensión de la estructura de las proteínas y las teorías del paisaje plegable. No tienen una estructura propia, la física detrás de los desplazados internos es bastante diferente. Además, estudiar IDP es más difícil, tanto experimentalmente (problemas de solubilidad) como computacional (demasiadas conformaciones para muestrear).
  3. Condensación de ADN : cómo se forma una bobina de ADN extendida en una bonita estructura toroidal (colapso de polímero). La terapia génica ha ganado importancia en el tratamiento de algunos tipos de cáncer y enfermedades hereditarias. Todavía no hemos identificado un vehículo de entrega seguro y exitoso. El uso de polímeros o péptidos biocompatibles necesita una comprensión profunda de cómo se pueden regular las fuerzas entre un portador y el ADN. Con el advenimiento de las técnicas de molécula única, este campo ha progresado mucho.
  4. Interacciones proteína-lípidos y dinámica de la membrana : sabemos bastante sobre la estructura de la membrana, pero todavía estamos tratando de entender la dinámica de la membrana, cómo se regula la bicapa, cómo las proteínas participan en la regulación de las bicapas. Comprender la dinámica de la membrana ayudará a comprender la señalización celular y proporcionará una perspectiva diferente sobre las vías endo / exocíticas y secretoras.
  5. Canales iónicos : comprender qué hacen los canales iónicos y cómo lo hacen. ¿Cómo podemos modular su función, canalización y tráfico? Los canales iónicos juegan un papel tan importante en la regulación de las funciones celulares, sin embargo, se sabe muy poco de ellos a nivel molecular.
  6. Bioenergética mitocondrial: muchos metabolitos mitocondriales regulan / activan genes progresivos tumorales. Además, la cadena respiratoria produce especies reactivas de oxígeno (ROS, que es bastante popular en Quora). También se han reportado mutaciones mitocondriales en tumores. Por lo tanto, comprender las proteínas mitocondriales / canales iónicos / membrana / señalización es igualmente importante. (Mitocondria: de bioenergética … [Front Biosci (Landmark Ed). 2009])

El problema de plegamiento de proteínas o un subconjunto de problemas de plegamiento de proteínas sigue siendo un gran desafío en biofísica [1]:

  • Tenemos poco conocimiento experimental de los paisajes energéticos de plegamiento de proteínas.
  • No podemos predecir constantemente las estructuras de las proteínas con alta precisión.
  • No tenemos una comprensión microscópica cuantitativa de las rutas de plegamiento o estados de transición para secuencias de aminoácidos arbitrarias.
  • No podemos predecir la propensión de una proteína a agregarse, lo cual es importante para el envejecimiento y el plegamiento de enfermedades.
  • No tenemos algoritmos que proporcionen con precisión las afinidades de unión de medicamentos y moléculas pequeñas a las proteínas.
  • No entendemos por qué un proteoma celular no precipita, debido a la alta densidad dentro de una célula.
  • Sabemos poco sobre cómo ocurren las enfermedades plegables o cómo intervenir.
  • Todavía sabemos relativamente poco sobre la estructura, función y plegamiento de las proteínas de membrana.
  • Sabemos poco acerca de los conjuntos y funciones de las proteínas intrínsecamente desordenadas, a pesar de que casi la mitad de todas las proteínas eucariotas contienen grandes regiones desordenadas. Esto a veces se llama el “problema de no plegamiento de proteínas” o “biología no estructural”.

[1] http://www.sciencemag.org/conten

Estos son algunos de los temas más importantes y candentes en biofísica en los que trabajan muchos grupos de investigación:
1. Plegamiento de proteínas y predicción de estructura
2. Desarrollo de nuevos campos de fuerza para simular lípidos y otras entidades no biomoleculares.
3. Desarrollo de enfoques novedosos para estimar con precisión las energías libres de unión en simulaciones biomoleculares.
4. Más allá de la simulación mili y micro segundos para comprender el plegamiento de ciertas proteínas (la investigación de DE Shaw está a la altura de Anton).
5. Comprender la dimerización y la dinámica del colgajo en proteínas (objetivos farmacológicos cruciales).
6. Desarrollo de parámetros para tratar interacciones covalentes.

Se actualizará tan pronto como haga clic en otra cosa.

Podrias encontrar esto interesante
PHY 562, que es un curso de biofísica para estudiantes de doctorado en física
Página en princeton.edu
Otros que vienen a la mente son
Morfogénesis de tejidos / órganos: ¿cuáles son las fuerzas que impulsan la formación de estructuras complejas?
-Patrones mecánicos y químicos durante la embriogénesis.

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