蛋白质的结构预测与分子设计.pdf
书名:蛋白质的结构预测与分子设计
作者:来鲁华等编著
出版:北京大学出版社 1. 蛋白质结构预测和分子设计的必要性
蛋白质所具有的功能在很大程度上取决于其空间结构,因此对于蛋白质空间结构的研究在蛋白质工程中有着极其重要的意义。X射线晶体学方法是至今为止研究蛋白质结构最有效的方法,所能达到的精度是任何其他方法所不能比拟的,它的缺点是蛋白质的晶体难以培养,晶体结构测定的周期较长。近年发展起来的多维核磁共振方法可以直接测定蛋白质在溶液中的构象,但是由于对样品的需要量大、纯度要求高,被测定的蛋白质的分子量一般不超过20000等原因,也受到很大限制。相比之下,蛋白质氨基酸序列被测定的数目由于DNA测序的实现而高速增长,生物工程的发展又迫切需要从结构上来认识所研究的对象,从而更有目的地对蛋白质进行改造。对蛋白质结构的研究是现代分子生物学的基础之一,可以说分子生物学所进行的一切研究都离不开结构信息做指导。因而迫切需要一种不依赖晶体培养、迅速、简便易行的测定蛋白质结构的方法。利用蛋白质的一级结构所提供的氨基酸序列信息来进行高级结构预测的方法就是应这种需要而发展起来的。
实验表明某些蛋白质在体外的一定条件下解聚失活后可以自动折叠而恢复其原有高级结构与活性,这也就意味着蛋白质的氨基酸序列及环境决定其三维构象。C.B.Anfinsen等人早在1961年就指出了这一点。虽然近年来对蛋白质在体内折叠过程的研究发现体内有“分子伴侣”参与其过程,但“分子伴侣”在蛋白质分子伸展与折叠过程中可能只是起到了消除不正确折叠与促成正确折叠的作用,或者只是起到了稳定折叠中间体的作用,有关蛋白质高级结构的信息仍全部包含在其一级结构中。蛋白质的一级结构决定高级结构这一论点,仍然是进行蛋白质结构预测的理论基础。
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