结构生物学
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结构生物学是一门以生物物理学和生物化学手段来研究生物大分子(如蛋白质分子和核酸分子)的三维结构(包括构架和形态),并研究结构与对应功能的关系的学科[1]。由于结构生物学能够解释生物大分子的构象和相互作用的方式,而所有的生命活动都是通过各种生物大分子的相互作用来实现;因此,对于生物学家们来说,这是一个非常有吸引力的领域。
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[编辑] 研究方法
血红蛋白,红血球中发现的氧气运输蛋白质
由于生物大分子的直径一般为数个纳米到数百个纳米,即使用最先进的光学显微镜也无法进行观测,因此结构生物学家发展了各种方法来研究生物大分子的结构。目前用于研究生物大分子三维结构常用的实验手段有X射线晶体学、核磁共振、电子显微学、原子力显微镜以及X射线小角散射等。所有的这些研究方法都有其优点和缺陷,不同的研究对象需要采用不同的方法。如核磁共振光谱学比较适合研究小分子量(通常小于20kDa)的蛋白和蛋白相互作用位点的信息,而电子显微学比较适合研究超大分子量蛋白复合物(通常远大于100kDa)甚至亚细胞器的结构;因此往往需要通过结合不同的方法来互补。
[编辑] 相关的诺贝尔奖
- 佛朗西斯·克里克和詹姆斯·沃森在DNA分子的结构研究上的贡献而获得了1962年诺贝尔生理学和医学奖;
- 马克斯·佩鲁茨和约翰·肯德鲁因为利用X射线晶体学研究了肌红蛋白的三维结构而获得了1962年诺贝尔化学奖;
- 多萝西·克劳福特·霍奇金因为通过X射线晶体学确定了一些重要生化物质的结构而获得了1964年诺贝尔化学奖;
- 亚伦·克拉格因为在利用电子晶体学测定生物物质的结构方面的贡献而获得了1982年诺贝尔化学奖;
- 赫伯特·豪普特曼和杰罗姆·卡尔勒因为在测定晶体结构的直接方法上的贡献而获得了1985年诺贝尔化学奖;
- 约翰·戴森霍費尔、罗伯特·胡贝尔和哈特姆特·米歇尔因为在解析光合作用中心的三维结构上的贡献而获得了1988年诺贝尔化学奖;
- 库尔特·维特里希因为发明了利用多维核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结构的方法而获得了2002年诺贝尔化学奖;
- 罗德里克·麦金农由于在细胞膜离子通道的结构和机理研究方面的贡献而获得了2003年诺贝尔化学奖;
- 罗杰·科恩伯格因为在真核转录的分子基础研究上的贡献而获得了2006年诺贝尔化学奖;
[编辑] 参考文献
- ^ Thornton, J.M., et al., From structure to function: approaches and limitations. Nat Struct Biol, 2000. 7 Suppl: p. 991-994.
[编辑] 参见
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