蛋白质结构预测

2023-11-30 17:26:01 来源 : 聪康网热度 : 0

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蛋白质结构预测方法是功能的突破性因素吗

　　1、了解一个生物过程所需的关键信息之一是其组成蛋白的结构，但结构测定的实验方法往往耗时费力，而且结果不确定，需要投入大量的时间和资源。相比之下，蛋白质序列很容易通过翻译基因组序列获得，并且可以获得大量的蛋白质。

　　2、说蛋白质功能预测是蛋白质生物信息学分析的核心的原因：因为研究蛋白质的结构意义重大，分析蛋白质结构、功能及其关系是蛋白质组计划中的一个重要组成部分。

　　3、关于蛋白质结构与功能的关系：结构是功能的基础，决定着蛋白质的生物学功能。蛋白质是生物体的重要组成成分（结构蛋白），蛋白质的一级结构与蛋白质功能有相适应性和统一性。

　　4、根本原因是由于基因的多样性和基因选择性表达。蛋白质和多肽之间的界限并不是很清晰，有人基于发挥功能性作用的结构域所需的残基数认为，若残基数少于40，就称之为多肽或肽。

　　5、根本原因：由于基因组成的多样性，基因控制着蛋白质的多样性。对蛋白质结构进行分类的方法有多种，有多个结构数据库（包括SCOP、CATH和FSSP）分别采用不同的方法进行结构分类。存放蛋白质结构的PDB数据库中就引用了SCOP的分类。

　　6、所谓二元模式指的是氨基酸的亲疏水性在编码结构中的作用。对残基的亲疏水性的考虑几乎是设计中的唯一标准，是最重要的因素。天然蛋白质折叠时，总是尽可能将疏水残基埋进内部，而将亲水残基暴露在表面。

为什么从蛋白质的一级结构准确预测其三维结构那么难?

　　为了从分子水平上了解蛋白质的作用机制，常常需要测定蛋白质的三维结构。由研究蛋白质结构而发展起来了结构生物学，采用了包括X射线晶体学、核磁共振等技术来解析蛋白质结构。

　　蛋白质的一级结构就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序，也是蛋白质最基本的结构。它是由基因上遗传密码的排列顺序所决定的。

　　三级结构：指整条肽链当中，全部氨基酸残基的相对空间位置，称为蛋白质三级结构，主要有离子键、氢键等。

　　(1)氨基酸的排列顺序决定蛋白质的一级结构：蛋白质一级结构是理解蛋白质结构、作用机制以及生理功能的必要基础，在蛋白质分子中，从N-端至C-端的氨基酸排列顺序称为蛋白质一级结构，蛋白质一级结构中主要化学键是肽键。

　　四级结构：多亚基蛋白质分子中各个具有三级结构的多肽链，以适当的方式聚合所形成的蛋白质的三维结构。蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。蛋白质分子上氨基酸的序列和由此形成的立体结构构成了蛋白质结构的多样性。

　　一级结构：组成蛋白质多肽链的线性氨基酸序列。二级结构：依靠不同氨基酸之间的C=O和N-H基团间的氢键形成的稳定结构，主要为α螺旋和β折叠。

试述蛋白质三维结构预测的三类方法

　　1、蛋白质三级结构测定主要有X射线衍射法、核磁共振技术、三维电镜重构技术三种方法。X线晶体衍射是最经典的测定生物大分子结构的方法。蛋白质晶体衍射中最大的难点就在于蛋白质的结晶，也在一定程度上限制了它的发展。

　　2、蛋白质结构分析方法有：X射线晶体衍射分析和核磁共振。x射线衍射法的分辨率可达到原子的水平，可清楚的描述配体存在与否对蛋白质的影响；多维核磁共振波谱技术已成为确定蛋白质和核酸等生物分子溶液三维结构的唯一有效手段。

　　3、Threading法。 “从头开始”（Ab initio）：只需要蛋白质序列即可进行结构预测。由于运算量大，需要有超级计算机来进行，或采用分布式计算，如Rosetta@home等。四级结构预测：主要是预测蛋白质-蛋白质之间的相互作用方式。

　　4、针对所有蛋白质都具有的结构特点进行测定的方法是X射线衍射法、核磁共振技术、三维电镜重构技术。蛋白质蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分。蛋白质在体内转化为脂肪，血液的酸性提高。

　　5、通过实验的方法预测蛋白质结构，即对蛋白质晶体使用X射线衍射或核磁共振，得到晶体电子密度等方面的信息，从而分析蛋白质结构。这是结构生物学的方法。该方法结果准确可信，但是工作量大，难度也比较高。

　　6、结构种类一级结构：组成蛋白质多肽链的线性氨基酸序列。二级结构：依靠不同氨基酸之间的C=O和N-H基团间的氢键形成的稳定结构，主要为α螺旋和β折叠。

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