結構生物學

結構生物學（Structural biology）是分子生物學、生物化學和生物物理學的分支學科，其研究涉及生物大分子（如蛋白質的分子和核酸的分子）的三級結構（tertiary structure）（包括構架和形態）、它們是如何獲得它們的結構、它們的結構改變如何影響其功能^[1]。

生物學家對該主題非常感興趣，因為大分子實現了細胞的大多數功能，並且只有通過卷繞成特定的三維形狀才能實現這些功能；這種結構是分子的「三級結構」，它以複雜的方式依賴於每個分子的基本組成或「一級結構」（Primary structure）。

研究方法

由於生物大分子的直徑一般為數個納米到數百個納米，即使用最先進的光學顯微鏡也因為太小而無法進行觀測。因此結構生物學家發展了各種方法來研究生物大分子的結構。目前用於研究生物大分子三維結構常用的實驗手段包括：

質譜法
X射線晶體學
蛋白質核磁共振光譜法（英語：Nuclear magnetic resonance spectroscopy of proteins）（NMR）
電子自旋共振（EPR）
蛋白酶解
低溫電子顯微鏡
原子力顯微鏡
小角散射（英語：Small-angle scattering）
多角度光散射（英語：Multiangle light scattering）
超快激光光譜學（英語：Ultrafast laser spectroscopy）
雙極化干涉儀（英語：Dual-polarization interferometry），和圓二色性

所有的這些研究方法都有其優點和缺陷，不同的研究對象需要採用不同的方法。如核磁共振光譜學比較適合研究小分子量（通常小於20kDa）的蛋白和蛋白相互作用位點的信息，而電子顯微學比較適合研究超大分子量蛋白複合物（通常遠大於100kDa）甚至亞細胞器的結構；因此往往需要通過結合不同的方法來互補。

在過去的幾年中高度精確的物理分子模型已經成為可能，以補充在生物結構的在矽片的研究。這些模型的實例可在蛋白質數據庫（PDB）中找到。

參考文獻

^ Thornton, J.M., et al., From structure to function: approaches and limitations. Nat Struct Biol, 2000. 7 Suppl: p. 991-994.

參見

[1] Thornton, J.M., et al., From structure to function: approaches and limitations. Nat Struct Biol, 2000. 7 Suppl: p. 991-994.

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閱論編生物學
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分類

研究方法

相關的諾貝爾獎

參考文獻

參見