圓二色光譜在研究蛋白結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用-展示頁(yè)
2025-06-28 00:16本頁(yè)面
【正文】 二乘法、單值分解及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等算法，以待測(cè)蛋白質(zhì)代替參考蛋白體系中結(jié)構(gòu)相似的某一蛋白質(zhì)，反復(fù)計(jì)算取代后的收斂性，從而計(jì)算擬合出未知待測(cè)蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)組成[9,10]。建立α螺旋、β折疊及無(wú)規(guī)卷曲等二級(jí)結(jié)構(gòu)參考CD光譜曲線，采用單一波長(zhǎng)法(208nm)計(jì)算出一螺旋含量后，然后假設(shè)不同的β折疊含量值，并假設(shè)CD值是α螺旋含量β折疊含量和無(wú)規(guī)卷曲三者貢獻(xiàn)值的加和，通過(guò)計(jì)算機(jī)算出不同波長(zhǎng)的θ（λ），得出計(jì)算曲線。由于這一CD光譜區(qū)域內(nèi)，包含著更為豐富的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)信息，這一光譜區(qū)域的參考蛋白質(zhì)的圓二色光譜及擬合運(yùn)算方法也已成為研究熱點(diǎn)。單一波長(zhǎng)常用于測(cè)定蛋白質(zhì)或多肽由動(dòng)力學(xué)或熱力學(xué)引起的二級(jí)結(jié)構(gòu)的變化[8]。具有不同二級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)或多肽所產(chǎn)生CD譜帶的位置、吸收的強(qiáng)弱都不相同。遠(yuǎn)紫外區(qū)CD光譜主要反映肽鍵的圓二色性。 近紫外區(qū)的圓二色光譜反映了芳香族氨基酸殘基和二硫鍵在不對(duì)稱(chēng)環(huán)境中的圓二色性, 主要揭示蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)信息，研究不對(duì)稱(chēng)微環(huán)境的變化和影響, 對(duì)肽鍵在遠(yuǎn)紫外區(qū)的CD信號(hào)并不造成干擾, 在研究中可以將這些信息作為光譜探針。這一波段的CD譜對(duì)金屬離子的氧化態(tài)、配位態(tài)及鏈與鏈間的相互作用敏感。(2)250～300nm的近紫外光譜區(qū)[6]，主要由側(cè)鏈芳香基團(tuán)的ππ*電子躍遷引起,這一區(qū)域可給出“局域”側(cè)鏈間的相互作用。蛋白質(zhì)的圓二色性主要由活性生色基團(tuán)及折疊結(jié)構(gòu)兩方面圓二色性的總和。在蛋白質(zhì)和多肽分子中,肽鏈骨架中的肽鍵、芳香氨基酸殘基及二硫橋鍵是主要的光活性生色基團(tuán),當(dāng)平面圓偏振光通過(guò)時(shí), 這些生色基團(tuán)對(duì)左右圓偏振光的吸收不同, 造成偏振光矢量的振幅差, 使得圓偏振光變成了橢圓偏振光,就產(chǎn)生了蛋白質(zhì)的圓二色性[4]。近幾年來(lái)，圓二色技術(shù)得到了科學(xué)工作者越來(lái)越多的關(guān)注。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(cè)定多聚氨基酸和肌紅蛋白構(gòu)象。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(jiǎn)便的方法。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(guò)程繁瑣。此外冷凍電子顯微技術(shù)是近年來(lái)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。在專(zhuān)門(mén)存儲(chǔ)蛋白質(zhì)和核酸分子結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)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(cè)定的。因此可以用圓二色技術(shù)測(cè)定蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)。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(cè)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(dòng)力學(xué)、光學(xué)活性物質(zhì)純度測(cè)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
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