蛋白质结构

背景

蛋白质结构建模概述

了解蛋白质的三维结构是阐明其生物学功能的关键，也是药物发现和开发的基石。蛋白质通过其独特的三维形状发挥作用，例如催化反应或发送信号。这些形状与它们的功能密切相关，因为蛋白质的活性很大程度上取决于其三维结构。这种形状还决定了蛋白质如何与其他分子相互作用，例如与其他蛋白质、DNA、RNA 或小分子结合。

如今，虽然X射线晶体学、核磁共振波谱和低温电子显微镜等技术可以提供详细的蛋白质结构，但它们往往价格昂贵且耗时。尤其是对于一些体积较大或结构灵活的蛋白质，例如膜蛋白，这些实验方法可能会遇到困难。正因如此，研究人员更倾向于使用计算方法和机器学习来预测蛋白质的三维形状。这些方法可以生成大量不同的结构可能性，并通过模拟对其进行改进，从而提高预测准确性。

图1. 蛋白质结构预测方法示意图：(a) 基于同源性的方法；(b) 线程方法；(c) 从头算方法。(Hasan MR等，Molecules. 2022)

蛋白质结构建模的应用

蛋白质结构建模用途广泛，涵盖众多领域和研究方向。以下是其主要应用的几个关键领域：

药物设计与开发

蛋白质建模是寻找新药的关键。通过研究蛋白质的三维形状，科学家可以发现新药可能发挥作用的位置，并设计出完美契合这些位置的分子。将低温电子显微镜等方法与人工智能结合使用，可以使整个过程更快、更准确。

疾病研究与诊断

通过建模，研究人员可以了解与疾病相关的蛋白质是如何偏离轨道的。通过观察与癌症和神经退行性疾病等疾病相关的蛋白质的结构变化，科学家可以发现分子细节并研究新的治疗方法。

生物信息学和基因组学

在基因组学中，蛋白质建模有助于我们了解基因编码蛋白质在细胞中的具体功能。像 UniProt 数据库这样的工具就像一座宝库，提供大量数据，将生物信息学研究提升到新的水平。

酶工程与代谢途径研究

建模可以优化酶，提高催化效率和稳定性。通过模拟三维结构，研究人员可以合成更有效的酶变体，用于工业或生物催化用途。

蛋白质相互作用网络分析

结构建模揭示了蛋白质在细胞内如何相互作用，有助于绘制复杂的生物过程。

进化和系统发育研究

在进化生物学中，比较不同物种同源蛋白质的结构有助于追踪进化联系并研究蛋白质功能随时间的变化。

实验验证与模拟

虽然X射线晶体学和核磁共振（NMR）等方法可以提供精确的结构数据，但它们通常价格昂贵且速度缓慢。计算建模可以作为一种便捷的补充手段，用于验证结果或预测难以确定的结构。

图2。纵轴表示比较蛋白质结构建模的不同适用范围、相应的蛋白质结构模型精度及其应用示例。(Webb B, et al ., Curr Protoc Bioinformatics. 2016)

服务流程

专注于计算蛋白质结构建模服务的前沿。我们致力于提供一流、可靠的结构模型，以满足广泛的研发目标。我们深知质量和准确性在该领域至关重要，因此我们努力确保我们的模型满足您独特的科研需求，帮助您满怀信心地推进项目。

核心服务

我们的优势

• 专业知识和经验。突出我们团队在计算蛋白质建模方面多年的技能，成功的项目以及与顶尖学术和行业参与者的合作使我们始终处于领先地位。
• 质量保证。我们对模型进行严格的质量检查，以确保它们符合最高标准，并以我们的认证为后盾，体现我们对卓越的追求。
• 量身定制的解决方案。我们提供针对每个项目特定需求的定制服务，通常会调整建模策略以满足独特的研究或实验需求。
• 全面支持。我们在整个建模过程中提供广泛的支持，从初步洽谈到交付后的帮助，以及响应迅速的客户服务和与客户的密切合作。