Войти
| Часть серии о |
| Биохимия |
|---|
 |
| Ключевые компоненты |
| История биохимии |
| Глоссарии |
| Порталы: Биохимия |
|
Структурная биология - это раздел молекулярной биологии, биохимии и биофизики, связанный с молекулярной структурой биологических макромолекул (особенно белков, состоящих из аминокислот, РНК или ДНК, состоящих из нуклеотидов, и мембран, состоящих из липидов ), как они приобретают структуры, которые у них есть, и то, как изменения в их структурах влияют на их функции. Этот предмет представляет большой интерес для биологов, потому что макромолекулы выполняют большинство функций клеток, и только свертываясь в определенные трехмерные формы, они могут выполнять эти функции. Эта архитектура, « третичная структура » молекул, сложным образом зависит от основного состава каждой молекулы или « первичной структуры ».
В последние несколько лет стало возможным использование высокоточных физических молекулярных моделей для дополнения исследований биологических структур in silico. Примеры этих моделей можно найти в базе данных Protein Data Bank.
Вычислительные методы, такие как моделирование молекулярной динамики, могут использоваться в сочетании со стратегиями определения эмпирической структуры для расширения и изучения структуры, конформации и функции белка.
Гемоглобин, белок, переносящий кислород, обнаруженный в красных кровяных тельцах. 
Примеры белковых структур из Protein Data Bank (PDB) В 1912 году Макс фон Лауэ направил рентгеновские лучи на кристаллизованный сульфат меди, создав дифракционную картину. Эти эксперименты привели к развитию рентгеновской кристаллографии и ее использованию для исследования биологических структур. Кристаллы пепсина были первыми белками, кристаллизованными Теодором Сведбергом для использования в дифракции рентгеновских лучей. Первая третичная структура белка, миоглобина, была опубликована в 1958 году Джоном Кендрю. В это время моделирование белковых структур проводилось с использованием бальзовых или проволочных моделей. С изобретением программного обеспечения для моделирования, такого как CCP4, в конце 1970-х годов, моделирование теперь выполняется с помощью компьютера. Последние разработки в этой области включают создание рентгеновских лазеров на свободных электронах, позволяющих анализировать ранее скрытые структуры и использовать структурную биологию в помощь синтетической биологии.
Биомолекулы слишком малы, чтобы их можно было рассмотреть в деталях даже с помощью самых современных световых микроскопов. Методы, которые структурные биологи используют для определения своей структуры, обычно включают измерения огромного количества идентичных молекул одновременно. Эти методы включают:
Чаще всего исследователи используют их для изучения « нативного состояния » макромолекул. Но вариации этих методов также используются, чтобы наблюдать, как образующиеся или денатурированные молекулы принимают или повторно принимают свои естественные состояния. См. Сворачивание белка.
Третий подход, который используют структурные биологи к пониманию структуры, - это биоинформатика для поиска закономерностей среди разнообразных последовательностей, которые приводят к определенным формам. Исследователи часто могут вывести аспекты структуры интегральных мембранных белков на основе топологии мембраны, предсказанной анализом гидрофобности. См. Прогноз структуры белка.
СМИ, связанные со структурной биологией, на Викискладе?