中国科学技术大学教授发现“仿制”天然蛋白质新路径
中国科学技术大学生命科学学院刘海燕教授、陈泉副教授研究组在蛋白质设计领域取得重要进展，成功实现给定目标结构的蛋白全序列从头设计。研究成果近日发表在英国《自然·通讯》杂志上。 蛋白质由氨基酸构成，按特定顺序串联成长链状生物大分子，链状分子折叠成不同的立体结构才能从生物体内发挥功能。据介绍，目前能够折叠成稳定立体结构、有功能的蛋白质几乎全部是天然蛋白质。 长期以来，科学家一直尝试用人工方法设计出蛋白质，不仅串联起氨基酸还要像“折楼梯”一样让“氨基酸链”形成有功能的立体结构。国际上今年在该领域取得了一些重要进展，展示了蛋白质设计在疫苗研发、合成生物学等领域的重大前景，但有实验验证报道的自动设计方法只有一两种，而且成功率很低；判别所设计的蛋白质能否形成稳定的三维结构也十分困难，极大阻碍了蛋白质设计的广泛应用。 提高设计的成功率，报告蛋白质折叠形状是蛋白质设计领域需要解决的问题。刘海燕和陈泉研究组建立了一种用全新策略构建的统计能......阅读全文
简述蛋白质结构在蛋白质设计中的应用
蛋白质设计的目标是通过计算机辅助的算法以生成符合目标蛋白质三维结构的氨基酸序列，经过漫长的进化，自然界已经筛选出了数量众多的蛋白质，但天然蛋白质只有在自然条件下才发挥最佳功能，这使得人们利用这些蛋白质受到了限制，因此需要对蛋白质进行改造使其能适应特定条件发挥特定的功能。蛋白质分子的设计分为3类：
简述蛋白质结构在药物设计中的应用
从基因组数据到新药物的过程分为2个部分：一是选择目标蛋白，二是选择合适的药物，药物分子必需与目标蛋白质分子紧密结合、容易合成且没有毒副作用。传统的药物设计通过筛选大量的天然化合物、已知的底物或配基的类似物（anaIogs）以及生物化学研究来确定前导物（Iead compounds），较少依赖目标
直播预告－|－蛋白质结构与功能预测及设计
直播时间：2024年8月22日（周四）19:00——21:40 直播平台：科学网APP(科学网微博直播间链接)https://weibo.com/l/wblive/p/show/1022:2321325069047447289984科学网微博科学网视频号 【直播简介】8月22日（周四）晚19:0
设计的蛋白质可在两种结构间切换
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/8/507185.shtm
设计的蛋白质可在两种结构间切换
美国华盛顿大学研究团队受晶体管启发，设计出了可在两种不同的完整结构之间切换的蛋白质，这些蛋白质有望在智能药物递送系统、环境传感等领域大显身手。相关论文发表于最新出版的《科学》杂志。研究人员将深度学习和基于物理的算法相结合，设计出了具有两种不同完整结构的定制蛋白质，确定了其结构，并测量了其运动方式。通
AI设计新蛋白质再现突破，生成在拓扑结构
《自然》杂志11日发表的论文描述了一项结构生物学新突破：一种能设计新蛋白质的深度学习方法，名为RoseTTAFold Diffusion（RFdiffusion）。其能生成各种功能性蛋白质，包括在天然蛋白质中从未见过的拓扑结构。 研究示意图（部分） 深度学习推动了蛋白质结构的预测和设计，但仍
蛋白质工程的结构、功能的设计和预测
根据对天然蛋白质结构与功能分析建立起来的数据库里的数据，可以预测一定氨基酸序列肽链空间结构和生物功能；反之也可以根据特定的生物功能，设计蛋白质的氨基酸序列和空间结构。通过基因重组等实验可以直接考察分析结构与功能之间的关系；也可以通过分子动力学、分子热力学等，根据能量最低、同一位置不能同时存在两个
什么是蛋白质设计？
蛋白质设计是新蛋白质分子的合理设计，旨在设计新的活性，行为或目的，并增进对蛋白质功能的基本了解。可以从头开始设计蛋白质（从头设计），也可以通过对已知蛋白质结构及其序列进行计算得出的变体进行设计（称为蛋白质重新设计）。合理的蛋白质设计方法可以预测蛋白质序列，并将其折叠成特定的结构。然后可以通过诸如肽合
AI驱动的蛋白质设计
扩散模型已被证明在图像和文本生成中很有用，而且似乎也适用于蛋白质设计。然而，这类模型目前的成功率并不高；产生的序列基本不能折叠成目标结构。而近期，由《自然》（Nature）发表的一篇论文描述了一种能设计新蛋白质的深度学习方法，名为RoseTTAFold Diffusion（RFdiffusion
蛋白质根据蛋白质结构进行分类
纤维蛋白（fibrous protein）：一类主要的不溶于水的蛋白质，通常都含有呈现相同二级结构的多肽链许多纤维蛋白结合紧密，并为单个细胞或整个生物体提供机械强度，起着保护或结构上的作用。球蛋白(globular protein)：紧凑的，近似球形的，含有折叠紧密的多肽链的一类蛋白质，许多都溶于水
简述黏蛋白的蛋白质结构
成熟黏蛋白是由两个不同的区域： 氨基和羧基末端区域被轻度糖基化，且富含半胱氨酸。半胱氨酸残基参与建立二硫内和黏蛋白单体之间的联系。 的10〜80残基序列的多个串联重复序列，其中多达一半的形成的大的中央区域的氨基酸是丝氨酸或苏氨酸。这个区域被与数百饱和O-连接的寡糖。N-连接寡糖中也发现对粘蛋
蛋白质立体结构原则
1.由于C=O双键中的π电子云与N原子上的未共用电子对发生“电子共振”，使肽键具有部 分双键的性质，不能自由旋转。 2.与肽键相连的六个原子构成刚性平面结构，称为肽单元或肽键平面。但由于α-碳原子与其他原子之间均形成单键，因此两相邻的肽键平面可以作相对旋转。此单键的旋
蛋白质整体的结构
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子。蛋白质分子上氨基酸的序列和由此形成的立体结构构成了蛋白质结构的多样性。蛋白质具有一级、二级、三级、四级结构，蛋白质分子的结构决定了它的功能。 一级结构：蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序，以及二硫键的位置。 二级结构：蛋白质分子局区域内，多肽
蛋白质的基本结构
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物高分子。蛋白质分子上氨基酸的序列和由此形成的立体结构构成了蛋白质结构的多样性。蛋白质具有一级、二级、三级、四级结构，蛋白质分子的结构决定了它的功能。一级结构（primary structure）：氨基酸残基在蛋白质肽链中的排列顺序称为蛋白质的一级结构，每种蛋白质都
蛋白质的结构及蛋白质的功能（一）
蛋白质为生物高分子物质之一，具有三维空间结构，因而执行复杂的生物学功能。蛋白质结构与功能之间的关系非常密切。在研究中，一般将蛋白质分子的结构分为一级结构与空间结构两类。 一、蛋白质的一级结构 蛋白质的一级结构(primary structure)就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序(
蛋白质的结构及蛋白质的功能（二）
(二)蛋白质空间橡象与功能活性的关系 蛋白质多种多样的功能与各种蛋白质特定的空间构象密切相关，蛋白质的空间构象是其功能活性的基础，构象发生变化，其功能活性也随之改变。蛋白质变性时，由于其空间构象被破坏，故引起功能活性丧失，变性蛋白质在复性后，构象复原，活性即能恢复。 在生物体内，当某种物质
Cell：设计蛋白质－抵御艾滋病
10年前，一些研究人员着手研究一种有着根本上区别的疫苗研发策略：如何“哄骗”免疫系统制造一类罕见而强大的广泛中和抗体（bNAb），其能消灭几乎每一个艾滋病病毒的变种。如今，3个不同的小组已朝着这个目标迈出了至关重要的步伐。艾滋病病毒之所以能战胜候选疫苗以及人体自身防线，是因为它变异得非常快，从而
设计的蛋白质的应用和实例
酶设计新酶的设计是蛋白质设计在生物工程和生物医学领域的巨大应用。通常，设计蛋白质结构可能与设计酶不同，因为酶的设计必须考虑催化机制中涉及的许多状态。然而，蛋白质设计是从头进行酶设计的先决条件，因为至少催化剂的设计需要支架，在支架中可以插入催化机理。在21世纪的前十年，从头酶设计和重新设计取得了巨大进
AI设计出具非凡结合强度蛋白质
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/12/514540.shtm 一种使用深度学习方法设计出来的新蛋白质。图片来源：华盛顿大学医学院蛋白质设计研究所美国科学家借助机器学习软件，创建出一批具有非凡结合强度的蛋白质分子。这些分子与包括人类激素
关于蛋白质结构的结构种类概述
蛋白质分子是由氨基酸首尾相连缩合而成的共价多肽链，但是天然蛋白质分子并不是走向随机的松散多肽链。每一种天然蛋白质都有自己特有的空间结构或称三维结构，这种三维结构通常被称为蛋白质的构象，即蛋白质的结构。 蛋白质的分子结构可划分为四级，以描述其不同的方面： 一级结构：组成蛋白质多肽链的线性氨基酸
关于蛋白质结构的结构预测介绍
测定蛋白质序列比测定蛋白质结构容易得多，而蛋白质结构可以给出比序列多得多的关于其功能机制的信息。因此，许多方法被用于从序列预测结构。 一、二级结构预测 二、三级结构预测 同源建模：需要有同源的蛋白三级结构为基础进行预测。 Threading法。“从头开始”（Ab initio）：只需要蛋
关于蛋白质结构的结构测定介绍
专门存储蛋白质和核酸分子结构的蛋白质数据库中，接近90%的蛋白质结构是用X射线晶体学的方法测定的。X射线晶体学可以通过测定蛋白质分子在晶体中电子密度的空间分布，在一定分辨率下解析蛋白质中所有原子的三维坐标。大约9%的已知蛋白结构是通过核磁共振技术来测定的。该技术还可用于测定蛋白质的二级结构。除了
蛋白质折叠的主要结构
蛋白质的主要结构及其线性氨基酸序列决定了其天然构象。特定氨基酸残基及其在多肽链中的位置是决定因素，蛋白质的某些部分紧密折叠在一起并形成其三维构象。氨基酸组成不如序列重要。然而，折叠的基本事实仍然是，每种蛋白质的氨基酸序列都包含指定天然结构和达到该状态的途径的信息。这并不是说几乎相同的氨基酸序列总是相
噬菌体蛋白质的结构
无尾部结构的二十面体：这种噬菌体为一个二十面体，外表由规律排列的蛋白亚单位——衣壳组成，核酸则被包裹在内部。有尾部结构的二十面体：这种噬菌体除了一个二十面体的头部外，还有由一个中空的针状结构及外鞘组成的尾部，以及尾丝和尾针组成的基部。线状体：这种噬菌体呈线状，没有明显的头部结构，而是由壳粒组成的盘旋
蛋白质按结构种类分类
纤维蛋白（fibrous protein）：一类主要的不溶于水的蛋白质，通常都含有呈现相同二级结构的多肽链许多纤维蛋白结合紧密，并为单个细胞或整个生物体提供机械强度，起着保护或结构上的作用。球蛋白(globular protein)：紧凑的，近似球形的，含有折叠紧密的多肽链的一类蛋白质，许多都溶于水
蛋白质的整体结构介绍
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物高分子。蛋白质分子上氨基酸的序列和由此形成的立体结构构成了蛋白质结构的多样性。蛋白质具有一级、二级、三级、四级结构，蛋白质分子的结构决定了它的功能。蛋白质分子的化学键一级结构（primary structure）：氨基酸残基在蛋白质肽链中的排列顺序称为蛋白质的一级
蛋白质的结构和功能
蛋白质是细胞组分中含量最丰富、功能最多的高分子物质。酶、抗体、多肽激素、转运蛋白、收缩蛋白以及细胞的骨架结构均为蛋白质。几乎在所有的生物过程中起着关键作用。蛋白质的基本组成单位是氨基酸。构成天然蛋白质的氨基酸有二十种,分为非极性、疏水性氨基酸；极性、中性氨基酸；酸性氨基酸和碱性氨基酸。氨基酸借助肽键
蛋白质结构的相关介绍
蛋白质结构是指蛋白质分子的空间结构。作为一类重要的生物大分子，蛋白质主要由碳、氢、氧、氮、硫等化学元素组成。所有蛋白质都是由20种不同的L型α氨基酸连接形成的多聚体，在形成蛋白质后，这些氨基酸又被称为残基。蛋白质和多肽之间的界限并不是很清晰，有人基于发挥功能性作用的结构域所需的残基数认为，若残基
简述蛋白质结构的作用
1、蛋白质结构的作用—构成生物体内基本物质，为生长及维持生命所必需； 2、蛋白质结构的作用—部分蛋白质可作为生物催化剂，即酶和激素； 3、蛋白质结构的作用—生物的免疫作用所必需的物资； 4、蛋白质结构的作用—有些蛋白质会导致食物过敏。
蛋白质立体结构的形成
在对蛋白质立体结构有所了解的基础上，蛋白质化学家很自然地希望阐明蛋白质立体结构是如何形成的，即肽链是如何折叠的。从Anfinsen经典的核糖核酸酶的还原和重氧化实验，得出蛋白质肽链折叠的基本原则：蛋白质的氨基酸序列决定了蛋白质的立体结构，即肽链的折叠方式。肽链折叠的本质，可以简单地理解为将肽链中绝大