蛋白三级结构/四级结构解析是理解蛋白质功能的关键,下面我们分别进行阐述,以便更好地了解。
一、蛋白质的三级结构
蛋白质的三级结构是指一条多肽链在三维空间中的整体折叠形态,由二级结构元件(α-螺旋、β-折叠等)进一步组装形成,依赖非共价键(氢键、疏水作用、离子键)和二硫键维持稳定。解析方法包括:
1、X射线晶体学:
通过蛋白质晶体衍射X射线,获得电子密度图,推断原子位置。分辨率可达0.1 nm,但需高质量晶体。
2、核磁共振(NMR):
适用于小分子量(<30 kDa)溶液蛋白,通过核自旋共振信号确定原子间距离和角度,直接获得动态结构。
3、冷冻电镜(Cryo-EM):
对难以结晶的大分子复合物进行低温冷冻成像,通过图像重构获得近原子分辨率结构(近年可达0.3 nm)。
4、预测与建模:
AlphaFold2等AI工具通过序列预测三级结构,精度接近实验结果,但需实验验证。
二、蛋白质的四级结构
蛋白质的四级结构涉及多个亚基(多肽链)通过非共价相互作用形成的复合体,如血红蛋白(4亚基)。解析需额外考虑亚基组装方式:
1、交联质谱(XL-MS):
用化学交联剂连接亚基间氨基酸,质谱检测交联位点,确定亚基空间排布。
2、小角X射线散射(SAXS):
分析溶液中的蛋白质复合物整体形状和尺寸,提供低分辨率轮廓。
3、表面等离子共振(SPR):
实时监测亚基结合动力学,验证相互作用强度。
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