蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的推測與測定

日期：2011-06-09 08:21:47

1、一級(jí)結(jié)構(gòu)測定

蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的測定又稱蛋白質(zhì)順序分析，其基本方法是：①應(yīng)用化學(xué)裂解法和蛋白酶水解法將多肽鏈專一性裂解。②逐一測定每個(gè)純化的小肽段的順序。③根據(jù)肽段氨基酸順序中的重疊區(qū)確定小肽段的排列次序。④完成整條多肽鏈的順序分析。

盡管蛋白質(zhì)順序分析已經(jīng)自動(dòng)化，但仍然耗時(shí)、復(fù)雜并且昂貴。重組DNA技術(shù)出現(xiàn)后，人們可以從cDNA或基因序列直接推導(dǎo)出蛋白質(zhì)的氨基酸順序，速度快且經(jīng)濟(jì)，已成為最常用的測定蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)的方法。

2、蛋白質(zhì)高級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測

蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)很大程度上決定了蛋白質(zhì)的功能，目前應(yīng)用X射線晶體衍射圖譜法和核磁共振法已測定出1萬多種蛋白質(zhì)及其復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，但與已測得的30多萬種蛋白質(zhì)序列相比，還有很大的差距，大大地影響了人們對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系的研究。因此發(fā)展一種不依賴實(shí)驗(yàn)而又有一定準(zhǔn)確性的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測方法顯得格外重要，近年來在這個(gè)方面取得了很多重要的成果。

蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的理論預(yù)測方法都是建立在氨基酸的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定高級(jí)結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)上，大致分為以下三類。

(1)比較建模法又稱為同源結(jié)構(gòu)預(yù)測，是根據(jù)大量已知的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)來預(yù)測序列已知而結(jié)構(gòu)未知的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

(2)反向折疊法反向折疊法是近年來發(fā)展起來的一種比較新的方法。它可以應(yīng)用到?jīng)]有同源結(jié)構(gòu)的情況下，且不需要預(yù)測二級(jí)結(jié)構(gòu)，直接預(yù)測三級(jí)結(jié)構(gòu)，從而可以繞過現(xiàn)階段二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測準(zhǔn)確性不超過65％的限度，是一種有潛力的預(yù)測方法。

(3)從頭預(yù)測法從理論上說，從頭預(yù)測法是最為理想的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測方法。它要求方法本身可以只根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列來預(yù)測蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)和高級(jí)結(jié)構(gòu)，但現(xiàn)在還不能完全達(dá)到這個(gè)要求。

根據(jù)對天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能分析建立起來的數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)，可以預(yù)測一定氨基酸序列肽鏈空間結(jié)構(gòu)和生物功能；反之也可以根據(jù)特定的生物功能，設(shè)計(jì)蛋白質(zhì)的氨基酸序列和空間結(jié)構(gòu)。通過基因重組等實(shí)驗(yàn)可以直接考察分析結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。

3、蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)測定

根據(jù)蛋白質(zhì)的狀態(tài)，測定蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的方法分為兩大類：①應(yīng)用X射線晶體衍射圖譜法和中子衍射法測定晶體中的蛋白質(zhì)分子構(gòu)象。②應(yīng)用核磁共振法、園(圓)二色性光譜法、激光拉曼光譜法、熒光光譜法、紫外差光譜法和氫同位素交換法等測定溶液中的蛋白質(zhì)構(gòu)象。

其他方法可以測定溶液中蛋白質(zhì)分子的局部構(gòu)象，但很難獲得蛋白質(zhì)分子完整的三維結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用上存在較大的局限性。