Структурная биология

редактировать

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)

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 История
  • 2 техники
  • 3 См. Также
  • 4 ссылки
  • 5 Внешние ссылки

История

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.

Методы

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.

Смотрите также

Рекомендации

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2023-04-16 02:52:42
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте