蛋白質結構分析

蛋白質結構

蛋白質結構是由組成蛋白質的氨基酸順序以及蛋白質如何摺疊成更複雜的形狀所決定。

• 主要結構 是由蛋白質的胺基酸序列所定義的。
• 次級結構 是由多肽鏈條的局部互動所定義的，多肽鏈條可以透過氫鍵互動形成α-螺旋和β-片層。
• 三次結構 定義蛋白質的整體三維結構。
• 四次結構 定義多個蛋白質亞單位如何互動以形成更大的複合物。

蛋白質結構鑑定

以原子解析度鑑定三維蛋白質結構，對於闡明蛋白質功能、基於結構的藥物設計和分子對接非常有用。

• 核磁共振：核磁共振 (NMR) 光譜可用於獲取蛋白質的結構和動態資訊。在 NMR 中，原子的空間位置由其化學移位決定。對於蛋白質 NMR，蛋白質通常會被標上穩定的同位素 (¹⁵N, ¹³C, ²H)，以提高靈敏度並方便結構解旋。同位素標記通常是在蛋白質表達過程中，透過在生長培養基中提供同位素標記的營養物而引入的。
• X-光晶體攝影：蛋白質 X 射線晶體學可用於透過結晶蛋白質的 X 射線衍射來獲得蛋白質的三維結構。在促進沉澱的溶液中種入高濃度蛋白質，在適當的條件下形成有序的蛋白質晶體，從而培植出晶體。X 射線對準蛋白質晶體，晶體將 X 射線散射到電子探測器或膠片上。轉動晶體以捕捉三維衍射，藉由傅立葉轉換計算結晶分子中每個原子的位置。

蛋白質圖像

對特定細胞、組織和器官中蛋白質的位置和表達水平進行圖像分析，有助於蛋白質組的功能研究。蛋白質的空間分佈是蛋白質功能的關鍵，不當的定位或表達會引發各種疾病狀態。人類蛋白質圖集等製圖計畫為生物標誌物的發現提供了蛋白質體資源，並有助於瞭解疾病病理。相互作用組的繪圖有助於定義細胞層面發生的分子相互作用，協助瞭解蛋白質功能，並提供寶貴的潛在疾病藥物靶點。