圓二色光譜在研究蛋白結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用(已修改)
2025-07-01 00:16 本頁面
【正文】 .. . . ..圓二色光譜在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用摘要：圓二色光譜（CD）是研究手性分子結(jié)構(gòu)的重要工具，近年來圓二色光譜在蛋白結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)用越來越廣泛。本文綜述了圓二色產(chǎn)生原理及與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)關(guān)系并簡單闡述了圓二色光譜在研究蛋白結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用案例。 關(guān)鍵詞：圓二色光譜；蛋白質(zhì)；構(gòu)象；由于光學(xué)活性分子對左、右圓偏振光的吸收不同, 使得左、右圓偏振光透過后變成橢圓偏振光, 這種現(xiàn)象就是圓二色性(circular Dichroism,簡稱 CD)。歷史上，圓二色性又稱為光學(xué)活性，巴斯德在19世紀(jì)就發(fā)現(xiàn)并研究了檸檬酸的光學(xué)活性。傳統(tǒng)的圓二色譜是指波長在200～400 nm 之間的吸收譜, 20世紀(jì)70年代, 由于“八區(qū)律”、“激子手性法”[1]等方法的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展, 圓二色譜得到了廣泛應(yīng)用。圓二色光譜是一種差光譜, 是樣品在左右旋偏振光照射下的吸收光譜差值。由于生物大分子基本都含有手性的基團(tuán)和結(jié)構(gòu)，圓二色光譜可以幫助測量和觀察生物大分子的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象變化，也可應(yīng)用于研究 DNA/RNA 反應(yīng)、酶動力學(xué)、光學(xué)活性物質(zhì)純度測量、藥物定量分析；天然有機(jī)化學(xué)與立體有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、生物化學(xué)與宏觀大分子、金屬絡(luò)合物、聚合物化學(xué)等相關(guān)的科學(xué)研究。蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵連接而成的具有特定結(jié)構(gòu)的生物大分子, 它并不是以長鏈分子的狀態(tài)存在，而是折疊成特定的三維結(jié)構(gòu)。因此可以用圓二色技術(shù)測定蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)。目前，測定蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的方法還有X射線衍射，核磁共振技術(shù)及冷凍電子顯微技術(shù)[2]等。在專門存儲蛋白質(zhì)和核酸分子結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中，接近90%的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)是用X射線晶體學(xué)的方法測定的。大約9%的已知蛋白結(jié)構(gòu)是通過核磁共振技術(shù)來測定的。此外冷凍電子顯微技術(shù)是近年來興起的一種獲得低分辨率（低于5埃）蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法。但是X射線衍射技術(shù)對于分析結(jié)構(gòu)復(fù)雜、柔性的生物大分子蛋白質(zhì)，適合的單晶培養(yǎng)限制了它的應(yīng)用。二維、多維核磁共振技術(shù)適用于較小分子量蛋白質(zhì)構(gòu)相分析且數(shù)據(jù)處理過程繁瑣。冷凍電子顯微技術(shù)只能用于形成二維晶體的體系，且需要專門的冷凍平臺。相比而言，圓二色光譜是研究稀溶液中蛋白質(zhì)構(gòu)相的一種快速簡便的方法。此外，圓二色對構(gòu)象變化敏感，它可靈敏地檢測一些反應(yīng)引起的構(gòu)象變化，特別適用于觀測蛋白質(zhì)的變性。利用圓二色性研究蛋白結(jié)構(gòu)的工作始于1962年，Holzawarth與Doty發(fā)表了利用圓二色技術(shù)測定多聚氨基酸和肌紅蛋白構(gòu)象。1969年Greenfield應(yīng)
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