Intelligenza Artificiale e Strutture Proteiche

AlphaFold e Rosetta: Come l'Intelligenza Artificiale Rivoluziona la Scoperta della Struttura delle Proteine

AlphaFold e Rosetta sono due strumenti all'avanguardia utilizzati per predire la struttura tridimensionale delle proteine a partire dalla loro sequenza di amminoacidi. Vediamoli uno alla volta e poi approfondiamo perché questa predizione è così cruciale.

🔬 Cosa sono AlphaFold e Rosetta?

AlphaFold

Sviluppato da: DeepMind (una società di Google).

Tecnologia: Intelligenza artificiale, in particolare reti neurali profonde.

Obiettivo: Prevedere con alta precisione la struttura 3D di una proteina dalla sola sequenza.

Risultati: Nel 2020 e 2021, AlphaFold ha raggiunto risultati rivoluzionari, risolvendo strutture che la scienza cercava di determinare da decenni.

Open source: DeepMind ha rilasciato pubblicamente sia il codice che un enorme database con le strutture di milioni di proteine predette.

Rosetta

Sviluppato da: Università di Washington, guidato da David Baker.

Tecnologia: Modellazione computazionale, inizialmente basata su regole fisiche, oggi include anche metodi di machine learning.

Funzionalità: Rosetta non solo predice strutture proteiche, ma può anche progettare nuove proteine (protein design), e simulare il comportamento molecolare.

🧬 Perché è importante conoscere la struttura di una proteina?

La struttura determina la funzione. Ecco perché:

Funzione biologica: La funzione di una proteina (ad es. enzima, recettore, trasportatore) dipende dalla sua forma 3D.

Malattie: Errori nella struttura (mutazioni) possono causare malattie genetiche (es. Alzheimer, Parkinson, fibrosi cistica).

Farmaci: Sapere la struttura permette di progettare farmaci che si legano in modo specifico alla proteina (es. inibitori enzimatici).

Biotecnologie: Strutture note aiutano a progettare nuove proteine con funzioni utili, ad esempio enzimi per degradare plastica o produrre biocarburanti.

Video YouTube: Cosa sono AlphaFold e Rosetta e perché hanno vinto il premio Nobel per la chimica. https://youtu.be/L7Ia3lO7XVM?si=RJlhg3cStfOYs7-a