Kollagen är kungen av biologiska proteiner, och nu har den en SCEPTTr.

Det är handtaget på en algoritm som utvecklats av Rice University-forskare som studerar naturliga och syntetiska versioner av kollagen, som står för ungefär en tredjedel av kroppens proteiner och bildar det fibrösa limmet i huden, ben, muskler, senor och ligament.

Programmet – fullständigt namn, Poängfunktion för kollagen-emulerande-peptiders övergångstemperatur – förutsäger exakt stabiliteten hos kollagen-trippelspiraler, den primära strukturen som bildar fibriller.

Rice-teamet under ledning av kemisten och bioingenjören Jeffrey Hartgerink och doktorand Douglas Walker testade SCEPTTr på 431 kollagen trippelspiraler från sina egna experiment och från litteratur och använde den även för att vägleda utformningen av en ny syntetisk kollagenhelix.

Studien i Naturkemi kan hjälpa forskare att bättre förstå det kritiska proteinets roll i sårläkning och cancer och kan användas för att designa syntetiska kollagener, enligt forskarna.

Uppsatsen förbättrar avsevärt labbets 2012 projekt för att förutsäga stabiliteten hos syntetiska kollagenstrukturer. "En av dess begränsningar är att den bara förstod ett mycket smalt intervall av aminosyror, " sa Hartgerink.

SCEPTTr utökar det till hela utbudet av naturliga aminosyror. Det gör det i huvudsak till ett Erector-set för kollagendesign, potentiellt kollapsande veckor av försök och fel ner till sekunder på en stationär dator.

"Den andra stora förbättringen är att även om det tidigare arbetet inte kunde berätta om en art av kollagen skulle vara stabil vid rumstemperatur, Dougs program gör förutsägelser om smälttemperaturen, punkten där en trippel helix faller isär, ", sa Hartgerink. "Den stora delen med det är att det är ett lätt testbart värde som även sträcker sig till fysiologiska temperaturer.

"Det är viktigt för oss, för om det faller sönder när du lägger det inuti en levande organism, det är inte speciellt användbart, " han sa.

SCEPTTr returnerar mer än ett enda resultat för en given trio av sekvenser, specificerar alla möjliga kombinationer av ingångspeptiderna och tillhandahåller en smälttemperatur för var och en.

"En av de viktigaste sakerna som SCEPTTr gör är att titta på alla alternativa strukturer som är möjliga och berätta hur stabila de är, "Sa Walker. "Det hjälper oss att förstå hur dessa komplexa blandningar kommer att se ut innan du gör dem."

Walker tog med sig en unik kombination av talanger till projektet, ägnade halva tiden åt att syntetisera kollagenpeptider och hälften programmera SCEPTTr.

"När jag var en grundutbildning (studerade kemi vid Idaho State University), Jag fortsatte att gå mattekurser för jag gillade det verkligen, " förklarade han. "Och det kom till den punkt där jag tänkte, 'Väl, Jag är en klass ifrån ett biämne i matematik.' Och det råkade vara en kurs i datavetenskap."

Trots reservationer, Walker fann att han tyckte om att programmera. "Tidigt på, Jag sade, 'Hallå, Doug, kan du något om datorer, för jag har ett projekt för dig, '" mindes Hartgerink. "Jag tror att tanken var att om han inte visste om programmering, han var tvungen att ta reda på det på ett eller annat sätt."

Walker sa att programmet kommer att vara fritt tillgängligt online. "Vi vill göra detta till ett mer tillgängligt område, och SCEPTTr borde göra det lättare för människor att förstå kollagen, " han sa.