蛋白质结构研究林亚静.pdfVIP

第19卷 第3期 生命科学 Vol. 19, No. 2007年6月 Chinese Bulletin of Life SciencesJun., 2007 文章编号：1004-0374(2007)03-0289-05 蛋白质结构研究 林亚静，刘志杰，龚为民* (中国科学院生物物理研究所，北京 100101) 摘　要：生物大分子的功能主要取决于它们的三维结构、运动及相互作用。对蛋白质结构的解析可以 从根本上阐明蛋白质功能的分子机制和基础，同时也是研究蛋白质功能的一个重途径。本文简述了当 前蛋白质结构研究的主要手段，如X射线晶体学、核磁共振波谱学和三维电镜重构方法学等及其优缺 点和适用性，总结了目前蛋白质结构研究进展并对将来的发展方向进行了一些探讨。尽管上述三种主 要的研究方法已经比较成熟，而且在适用对象和实验方法上有很好的相互补充，但还是有相当多的生 物学问题在结构水平上得不到解释和支持。因此，本文对目前蛋白质结构研究的热点和难点——膜蛋 白和蛋白质复合物的研究现状和方法做了简要的概述，希望能够引起广大同行的关注。 关键词：蛋白质；三维结构；膜蛋白 中图分类号：Q51；Q503　　文献标识码：A The research of protein structure LIN Yajing, LIU Zhij ie, GONG Weimin* (National Laboratory of Biomacromolecules, In stitute of Biophy sics, Chinese Academy of Sciences, Beij ing 100 10 1, China) Abstract: and 3- “hot and difficult” attentions. Key words:protein; 3-dimension structure; membrane protein 人类进入21世纪之际，生命科学也迎来了一 组图谱及初步分析结果，这是生命科学史，也是人 个崭新的时代。2001年2月12日参与人类基因组 类科学史上的又一次飞跃，同时标志着后基因组时 计划的六国科学家共同向世人正式公布了人类基因 代的来临，但是随着大量生物体全基因组序列的获 收稿日期：2007-04-05 作者简介：林亚静(1975—)，女，助理研究员；龚为民(1968—)，男，博士生导师，*通讯作者，E-mail： wgong@ibp.ac.cn 2 9 0 生命科学 第19卷 得，人们发现仅从基因组序列的角度根本无法完 据收集和处理、相位求解、模型建立和修正等五个 整、系统地阐明生物体的功能。蛋白质作为生命体 主要步骤。五个步骤彼此密切相关，每一个部分取 的主要组成成分和生命活动的主要执行者，正在成 得进展可以加快下一步的研究，同样任何一个部分 为新的研究热点；而蛋白质结构则是蛋白质研究领 的瓶颈也可以成为下一步的限速步骤。其中样品制 域中的一个重要环节。以蛋白质为主体的生物大分 备和蛋白质结晶阶段是要获得足够量的蛋白样品以 子的功能主要取决于它们的三维结构、运动及相互 及可以用于衍射数据收集的高质量单晶，前者可以 作用。只有全面了解相关蛋白质及其复合物、组装 通过针对所选目的基因的特性构建和改造高效表达 体的精细三维结构、运动和相互作用网络，及其在 质粒，而后利用多种表达系统，如大肠杆菌、酵 亚细胞、细胞层次上表现出来的生命活动的功能关 母、杆状病毒、哺乳动物细