Моделирование структурных и динамических экспериментов с биомакромолекулярными объектами с использованием рентгеновских лазеров.

V.Разработка новых методов структурного анализа мало упорядоченных биополимеров в различном функциональном (конформационном) состоянии с использованием рентгеновских лазеров на свободных электронах. Важный момент состоит в том, что в неравновесном и функционально активном состоянии белковые молекулы (за небольшим исключением) находятся в неупорядоченной фазе (растворе, геле, мембране). Поэтому актуальной является разработка новых методов определения структурных, динамических и кинетических параметров таких структур по картине рассеяния высоко интенсивного рентгеновского лазерного излучения (РЛИ). Отсутствие брэгговской дифракции требует новых подходов и интеграции методов решения обратной задачи рассеяния с методами молекулярного моделирования структуры и динамики изучаемых макромолекул. В проекте предлагается использовать для регуляризации обратной задачи рассеяния предварительную информацию о структуре и динамике белков и их комплексов, о вкладе в общую картину рассеяния РЛИ типичных элементов консервативной вторичной структуры белков и других известных элементов структуры с локальной упорядоченностью, а также алгоритмы нейронных сетей для распознавания элементов пространственной структуры в картине рассеяния. Развитие предлагаемых методов ориентировано на определенные классы биомакромолекулярных структур, в числе которых выделены 7 альфа-спиральные трансмембранные белки и укладки хроматина в ядрах клеток эукариот.