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结构生物化学/蛋白质设计

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蛋白质设计是指从头开始或对已知结构进行计算变化来设计新的蛋白质。人们希望通过设计晶格蛋白或高度简化的蛋白质计算机模型来研究蛋白质折叠和真实蛋白质的二级结构修饰,从而在药物和生物工程领域开发更好的应用。

虽然可能的氨基酸序列是巨大的,但只有一部分能够可靠且快速地折叠到单一的天然状态。蛋白质设计涉及通过观察其自由能最小值和稳定蛋白质的分子相互作用来识别这些序列。蛋白质设计可以通过计算机模型来完成,这些模型能够生成折叠到所需结构的序列。使用计算方法,已经设计出具有新颖折叠的蛋白质——Top7[1],一种人工的93个残基的蛋白质——以及非天然分子的传感器。这也被称为反向折叠,因为首先指定了三级结构,然后识别出折叠到该结构的序列。

其他已创建的小型蛋白质包括导致手性选择性催化的蛋白质[2]、离子检测[3]和抗病毒行为[4]

参考文献

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  1. Kuhlman, Brian; Dantas, Gautam; Ireton, Gregory C.; Varani, Gabriele; Stoddard, Barry L.; Baker, David (2003), "Design of a Novel Globular Protein Fold with Atomic-Level Accuracy", Science, 302 (5649): 1364–1368, doi:10.1126/science.1089427, PMID 14631033 {{citation}}: Unknown parameter |lastauthoramp= ignored (|name-list-style= suggested) (help)
  2. Saghatelian, Alan; Yokobayashi, Yohei; Soltani, Kathy; Ghadiri, M. Reza (2001), "A chiroselective peptide replicator", Nature, 409 (6822): 797–801, doi:10.1038/35057238, PMID 11236988 {{citation}}: Unknown parameter |lastauthoramp= ignored (|name-list-style= suggested) (help)
  3. Nagai, Takeharu; Sawano, Asako; Park, Eun Sun; Miyawaki, Atsushi (2001), "Circularly permuted green fluorescent proteins engineered to sense Ca2+", PNAS, 98 (6): 3197–3202, doi:10.1073/pnas.051636098, PMC 30630, PMID 11248055 {{citation}}: Unknown parameter |lastauthoramp= ignored (|name-list-style= suggested) (help)
  4. Root, Michael J.; Kay, Michael S.; Kim, Peter S. (2001), "Protein design of an HIV-1 entry inhibitor", Science, 291 (5505): 884–888, doi:10.1126/science.1057453
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