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第五章
蛋白质结构解析
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人体基因数目仅比低等生物线虫多两倍。如此少的基因是如何创造出人体如此复杂的生命活动？
人体基因的主要功能是通过蛋白质来实现的，蛋白质扮演着构筑生命大厦的主要角色。人体中大约有10万种蛋白质一个蛋白质结构通常可以获得博士学位；
今天，一个博士研究生也许就可解析多个蛋白质结构，但如果没有深入研究其结构与功能的关系，往往不能毕业。
蛋白质结构解析的发展
饶子和院士
HIV基质蛋白
SARS
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Ｘ射线衍射用于蛋白质结构的测定
1954年伯纳尔(Bernal)获得第一张胃蛋白酶晶体Ｘ衍射图片。
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1957年肯特罗(Kendrew) nm分辨率的蛋白质晶体结构
图片出处:

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肌红蛋白的三维结构
肌红蛋白的三维结构模型
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1959年佩鲁茨(Perute)
图片出处:- (1962)
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血红蛋白的四级结构 模型
图片出处
血红蛋白分子就是由二个由141个氨基酸残基组成的α亚基和二个由146个氨基酸残基组成的β亚基按特定的接触和排列组成的一个球状蛋白质分子，每个亚基中各有一个含亚铁离子的血红素辅基。四个亚基间靠氢键和八个盐键维系着血红蛋白分子严密的空间构象。
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由于测定出蛋白质的精细结构,。
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1997年,核小体八组蛋白结构 2004年,菠菜捕光复合物LHC-II
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2005年，线粒体膜蛋白复合物2精细结构
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X射线衍射测定蛋白和核酸精细结构，为新药设计提供了全新方向
中国科学家研制抗癌新药首获瑞典爱明诺夫奖
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施一公抗癌抗乙肝病毒新药Birinapant，进入临床二期
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蛋白质X射线晶体结构测定程序
1、样品制备
2、蛋白质结晶和晶体生长
3、衍射数据收集和处理
4、位相求解
5、模型建立和修正
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1、样品制备
大量表达、分离和纯化目标蛋白
一般要求纯度大于97%，
浓度达到5mg/ml以上。
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2、蛋白质结晶和晶体生长
蛋白质结晶原理
与小分子结晶一样，蛋白质在溶液中处于过饱和状态时，分子间可以规则的方式堆积起来形成晶体析出
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蛋白质晶体生长的影响因素
物理因素：温度、重力、压力、震动、时间、电场磁场、介质的电解质性质和粘度、均相或非均相成核等
化学因素：pH值、沉淀剂类型和浓度、添加剂、离子种类、离子强度、过饱和度、氧化还原环境、蛋白质浓度等

生化因素：蛋白质纯度、配合体、抑制剂、化学修饰、遗传修饰、蛋白质的聚集状态、蛋白质水解、蛋白质自身的对称性、蛋白质的稳定性和等电点等
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蛋白质结晶方法
（1）批量结晶法（Batch crystallization）
（2）透析法( Dialysis )
（3） 液相扩散法(Liquid diffusion)
（4） 气相扩散法（Vapour diffusion）
（5） 蛋白质结晶新方法
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（1）批量结晶法（Batch crystallization）
通过在待测结晶蛋白质溶液的体积、浓度和组成固定的条件下，直接将不同量的饱和沉淀剂加入未饱和的蛋白质溶