淺談蛋白質折疊有關問題.doc10

生物大分子的結構與功能的研究是了解分子水平的先象的基礎。沒有對生物大分子的結構與功能的認識，就沒有分子生物學。正如沒有DNA雙螺旋結構的發現，就沒有遺傳傳達傳遞的中心法則，也就沒有今天的分子生物學。結構分子以由第一分子進入對複和物乃至多亞基，多分子複和體結構研究。同時，過去難以研究的分子水平上的生命運動情況也隨著研究的深入和技術手段的發展而逐漸由難點變為熱點。蛋白質晶體學研究已從生物大分子靜態（時間統計）的結構分析開始進入動態（時間分辨）的結構分析及動力學分析。第十三屆國際生物物理大會的25個專題討論會中有一半以上涉及蛋白質的結構與功能，而“結構與功能”又強調“動力學（Dynamics）”，即動態的結構或結構的運動與蛋白質分子功能的關係，以及對大分子相互作用的貢獻。

蛋白質折疊問題被列為“21世紀的生物物理學”的重要課題，它是分子生物學中心法則尚未解決的一個重大生物學問題。從一級序列預測蛋白質分子的三級結構並進一步預測其功能，是極富挑戰性的工作。研究蛋白質折疊，尤其是折疊早期過程，即新生肽段的折疊過程是全麵的最終闡明中心法則的一個根本問題，在這一領域中，近年來的新發現對新生肽段能夠自發進行折疊的傳統概念做了根本的修正。這其中，X射線晶體衍射和各種波譜技術以及電子顯微鏡技術等發揮了極其重要的作用。第十三屆國際生物物理大會上，Nobel獎獲得者Ernst在報告中強調指出，NMR用於研究蛋白質的一個主要優點在於它能極為詳細的研究蛋白質分子的動力學，即動態的結構或結構的運動與蛋白質分子功能的關係。目前的NMR技術已經能夠在秒到皮秒的時間域上觀察蛋白質結構的運動過程，其中包括主鏈和側鏈的運動，以及在各種不同的溫度和壓力下蛋白質的折疊和去折疊過程。蛋白質大分子的結構分析也不僅僅隻是解出某個具體的結構，而是更加關注結構的漲落和運動。例如，運輸小分子的酶和蛋白質通常存在著兩種構象，結合配體的和未結合配體的。一種構象內的結構漲落是構象轉變所必需的前奏，因此需要把光譜學，波譜學和X&nbs p;射線結構分析結合起來研究結構漲落的平衡，構象改變和改變過程中形成的多種中間態，又如，為了了解蛋白質是如何折疊的，就必須知道折疊時幾個基本過程的時間尺度和機製，包括二級結構（螺旋和折疊）的形成，卷曲，長程相互作用以及未折疊肽段的全麵崩潰。多種技術用於研究次過程，如快速核磁共振，快速光譜技術（熒光，遠紫外和近紫外圓二色）。

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