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

Answer 1

Hay muchos problemas sin resolver, lo que hace que sea 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 con trastornos intrínsecos (IDP) : quiero insistir en el hecho de que las PDI son diferentes de las proteínas normales, y su propia existencia ha desafiado nuestra comprensión de la estructura de las proteínas y las teorías de plegado del paisaje. No tienen una estructura por sí mismas, la física detrás de los desplazados internos es bastante diferente. Además, estudiar los desplazados internos es más difícil, tanto experimentalmente (problemas de solubilidad) como computacional (demasiadas conformaciones para muestrear).
3. Condensación del ADN : cómo una bobina de ADN extendida se empaqueta en una estructura toroidal agradable (colapso del polímero). La terapia génica ha ganado prominencia 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 una sola molécula, este campo ha progresado mucho.
4. Interacciones proteína-lípidos y dinámica de 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 participan las proteínas en la regulación de las bicapas. Comprender la dinámica de la membrana ayudará a comprender la señalización celular y brindará una perspectiva diferente sobre las vías secretora y endo / exocítica.
5. Canales iónicos : entender qué hacen los canales iónicos y cómo lo hacen. ¿Cómo podemos modular su función, canalización de canales y tráfico? Los canales iónicos desempeñan 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 los genes progresivos del tumor. Además, la cadena respiratoria produce especies reactivas de oxígeno (ROS, que es bastante popular en Quora). También se han notificado mutaciones mitocondriales en tumores. Por lo tanto, entender las proteínas mitocondriales / canales iónicos / membrana / señalización, son igualmente importantes. (Mitocondrias: de bioenergética… [Front Biosci (Landmark Ed). 2009])

Answer 2

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 paisajes energéticos de plegamiento de proteínas.

• No podemos predecir constantemente las estructuras de las proteínas con una 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 la agregación, lo que es importante para el envejecimiento y el plegamiento de enfermedades.
• No tenemos algoritmos que proporcionen con precisión las afinidades de unión de los fármacos 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 del plegamiento o cómo intervenir.
• Todavía sabemos relativamente poco acerca de la estructura, función y plegamiento de las proteínas de membrana.
• Sabemos poco acerca de los conjuntos y funciones de las proteínas intrínsecamente desordenadas, aunque casi la mitad de todas las proteínas eucariotas contienen grandes regiones desordenadas. Esto a veces se denomina “problema de no plegamiento de proteínas” o “biología no estructural”.

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

Answer 3

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
– Tejido / morfogénesis de órganos – ¿Cuáles son las fuerzas que impulsan la formación de estructuras complejas?
-Modificación mecánica y química durante la embriogénesis.

Answer 4

Aquí hay 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 la estructura.
2. Desarrollo de nuevos campos de fuerza para simular lípidos y otras entidades no biomoleculares.
3. Desarrollo de nuevos enfoques para estimar con precisión las energías libres de enlace en simulaciones biomoleculares.
4. Más allá de la simulación de mili y microsegundos para comprender el plegamiento de ciertas proteínas (la investigación de DE Shaw depende de Anton).
5. Comprensión de la dimerización y la dinámica de los colgajos en proteínas (objetivos farmacológicos cruciales).
6. Desarrollo de parámetros para tratar interacciones covalentes.

Se actualizará tan pronto como otra cosa haga clic en la mente.

Answer 5

La estructura de proteínas y el plegamiento es uno de los temas más emocionantes. Es tan importante ya que forma los fundamentos de la vida.