Структурная биоинформатика. 
Биоинформатика и проект генома

Каждый белок, помимо своей уникальной последовательности аминокислот, из цепочки которых состоит его молекула, обладает ещё и уникальным способом укладки этой цепочки в пространстве. Задачу предсказания укладки по последовательности можно, в принципе, тоже считать задачей биоинформатики, но это задача в своём общем виде ещё слишком далека от своего решения. Поэтому структурная биоинформатика занимается анализом пространственных структур, уже определённых экспериментально.

Структур белков известно намного меньше, чем последовательностей белков. Это связано с тем, что экспериментальные процедуры для определения структуры намного сложнее, дороже, и к тому же (в отличие от секвенирования) не являются «рутинными», то есть их результат вовсе не гарантирован. Тем не менее на начало 2007 года для анализа доступны более 30 000 структур, что тоже немало (доступных белковых последовательностей — несколько миллионов). Среди них как структуры отдельных белковых молекул, так и структуры комплексов белков с ДНК, РНК, другими химическими веществами. Например, большинство лекарств представляют собой химические вещества, чьи молекулы способны связываться — образовывать комплексы — с молекулами тех или иных белков (как правило, в результате такого связывания белок оказывается неспособен выполнять свою природную функцию, что и обеспечивает эффект лекарства). Исследование механизма действия лекарств имеет большое практическое значение, поэтому определением структуры комплексов молекул белков с молекулами лекарств занимаются многие экспериментальные группы. Как результат — большое количество доступных для компьютерного анализа структур комплексов.

Примеры задач структурной биоинформатики:

• * определение участков белковой молекулы, важных для той или иной функции данного белка (в биоинформатике часто вместо «определение» говорят «предсказание», поскольку компьютерный анализ не может иметь результатом научный факт, а лишь более или менее достоверное предсказание, которое должно быть затем проверено экспериментами);
• * сравнительный анализ структур родственных белков, классификация белков на основе их пространственной структуры;
• * анализ структур комплексов двух или нескольких молекул белка, комплексов молекул белка с другими молекулами; предсказание воздействия молекул химических веществ (в частности, потенциальных лекарств) на молекулы белков;
• * предсказание структуры белка по структуре белка с похожей последовательностью
• (в такой ситуации задача предсказания укладки часто разрешима!).