结构生物学

✍ dations ◷ 2025-04-03 16:55:33 #结构生物学

结构生物学是一门以分子生物学生物化学和生物物理学的分支，关心的生物大分子（如蛋白质的分子和核酸的分子）的分子三级结构（Tertiary structure）（包括构架和形态），它们是如何获得它们的结构，并研究改变它们的结构与影响其功能的关系的学科。生物学家对该主题非常感兴趣，因为大分子实现了细胞的大多数功能，并且只有通过卷绕成特定的三维形状才能实现这些功能。这种结构是分子的“三级结构”（Tertiary structure），它以复杂的方式依赖于每个分子的基本组成或“一级结构”（Primary structure）。由于生物大分子的直径一般为数个纳米到数百个纳米，即使用最先进的光学显微镜也因为太小而无法进行观测。因此结构生物学家发展了各种方法来研究生物大分子的结构。目前用于研究生物大分子三维结构常用的实验手段包括：所有的这些研究方法都有其优点和缺陷，不同的研究对象需要采用不同的方法。如核磁共振光谱学比较适合研究小分子量（通常小于20kDa）的蛋白和蛋白相互作用位点的信息，而电子显微学比较适合研究超大分子量蛋白复合物（通常远大于100kDa）甚至亚细胞器的结构；因此往往需要通过结合不同的方法来互补。在过去的几年中高度精确的物理分子模型已经成为可能，以补充在生物结构的在硅片的研究。这些模型的实例可在蛋白质数据库（PDB）中找到。

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