結構生物學

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結構生物學(Structural biology)是分子生物學生物化學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[編輯]

血紅蛋白,紅血球中發現的氧氣運輸蛋白質
蛋白質資料庫(PDB)中蛋白質結構的一些例子。

由於生物大分子的直徑一般為數個奈米到數百個奈米,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:

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資料庫(PDB)中找到。

相關的諾貝爾獎[編輯]

參考文獻[編輯]

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

參見[編輯]