蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的推測與測定
1、一級結(jié)構(gòu)測定
蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的測定又稱蛋白質(zhì)順序分析,其基本方法是:①應用化學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)自動化,但仍然耗時、復雜并且昂貴。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出蛋白質(zhì)的氨基酸順序,速度快且經(jīng)濟,已成為zui常用的測定蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的方法。
2、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測
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)展一種不依賴實驗而又有一定準確性的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測方法顯得格外重要,近年來在這個方面取得了很多重要的成果?!?br />蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的理論預測方法都是建立在氨基酸的一級結(jié)構(gòu)決定結(jié)構(gòu)的理論基礎(chǔ)上,大致分為以下三類?!?br />(1)比較建模法又稱為同源結(jié)構(gòu)預測,是根據(jù)大量已知的蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)來預測序列已知而結(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。它可以應用到?jīng)]有同源結(jié)構(gòu)的情況下,且不需要預測二級結(jié)構(gòu),直接預測三級結(jié)構(gòu),從而可以繞過現(xiàn)階段二級結(jié)構(gòu)預測準確性不超過65%的限度,是一種有潛力的預測方法。
(3)從頭預測法從理論上說,從頭預測法是zui為理想的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預測方法。它要求方法本身可以只根據(jù)蛋白質(zhì)的氨基酸序列來預測蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu),但現(xiàn)在還不能*達到這個要求?!?br />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)。通過基因重組等實驗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)實驗測定
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?!?br />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),在應用上存在較大的局限性。