蛋白质折叠

概览

蛋白质开始作为线性聚合物,但通常起到结构化的三维相配体的作用. 它的序列塑造出复杂的能景,其中疏水效应、氢键活性作用和分子包装都作出了贡献。

技术基础

蛋白质折叠是由高维自由能景观来规范,而不是通过所有可能的相容性进行搜索. 疏水性掩埋,骨干氢键接相通等电阻器件被取出活泼的外壳并具有上下文所依赖的力量. 本土的相声通常是一个热力学盆地,而过渡状态和中间体则决定了动能. 二级结构的倾向性是局部性的,但三级包装和远程接触稳定了最终地貌. 内分泌紊乱蛋白反而保留了宽的综艺,往往只在约束或环境变化时才折叠.

如何运作

局部的螺旋和被子可以形成,而更远距离接触则会将相距遥远后残留物聚集在一起. 许多小蛋白自发地折叠,而细胞也使用伴生体和质量控制系统来减少聚合并管理难以倒接的活道.

衡量和研究方法

实验结构方法提供不同的可观测性. X射线晶体学从分光得到电子密度,低温的电子显微镜重建粒子预测并进行核磁共振测量在溶液中的受限. 环二色体,荧光能活性相通取出氢-德铁交流和单分子力分谱随折叠动力学或稳定性. 计算预测采用演化共变,所学的结构前科和分子模拟. 验证要求进行立体化学检查,同意沉积密度或约束性;在信任度低、存在可替代的配方或者结晶条件使本国受到干扰时要谨慎行事。

二. 主要想法

• 蛋白质是活性的,并且具有一个共通体而不是完全僵硬的形状.
• 序列包含大量的结构信息,但细胞上下文仍然重要.
• 错误的合并是相关现象,但并不相同。

目前的研究领域

细胞通过肋骨相接的折叠,分子附生等调节蛋白质沉积症并进行贩运活化和应激反应. 变异可以破坏一个原生国的稳定,加速聚合或中断互动而不会改变全球折叠. 目前的研究将结构预测与韧带绑定,相容性动力学和蛋白质-复合组装融合. 基因设计可以提出新的序列,但实验测试对于溶解性、特异性和功能来说仍然是必要的。 开放性的问题包括:对翻译后修改,膜环境和细胞质拥挤进行建模以及预测动能陷阱和与疾病相联的罕见被错位物种.

为什么它很重要

结构有助于解释酶活性,信号化(signaling)和分子识别以及基因变异的影响. 实验和计算结构预测加速了生物发现与药物设计.

限制和未决问题

预测一个稳定的结构不会自动地揭示细胞中的功能,动能或相互作用. 内分泌紊乱的地区和多蛋白组装也挑战了简单的一序,单相的画面.