蛋白質結構預測的方法探究

王芳，李洪進，李虎陽

（遵義醫科大學 醫學信息工程學院，貴州 遵義 563000）

0 引言

蛋白質舊稱“朊”，是一種復雜的有機化合物，是生命的物質基礎，約占人體重量的16%～20%，是人體一切細胞、組織的重要組成部分。

氨基酸是構成蛋白質的基本單位，在脫水縮合的方式下形成連接兩個氨基酸分子的肽鍵，進而連接形成肽鏈，如圖1所示。氨基酸按照不同的比例組合成種類繁多的蛋白質，且不同蛋白質的性質和功能各不相同。

圖1 氨基酸脫水后形成肽鍵

蛋白質結構的不同決定了蛋白質之間的功能差異。一般而言，蛋白質具有一到四級結構，如圖2所示。

圖2 蛋白質的結構示意圖

（1）一級結構（primary structure）。該結構屬于一維空間結構，是指氨基酸的殘基在肽鏈中的排列順序為線性氨基酸序列，該定義僅適用于簡單的蛋白質，其形態千變萬化。（2）二級結構（secondary structure）。常用來描述肽鏈按一定的規律卷曲或折疊的特定空間結構，是一種穩定且有限的結構，比如α-螺旋結構和β-折疊結構。（3）三級結構（tertiary structure）。是指蛋白質分子中的肽鏈在二級結構的基礎上發展形成更為復雜的三維結構，是蛋白質的高級結構，通過二級結構預測三級結構是目前研究的重點課題。（4）四級結構（quaternary structure）。是指具有獨立三級結構的多肽鏈通過相互作用組合而成的聚集體結構，由于其可分離，所以屬于一種不穩定的結構，是蛋白質最高級的結構。

迄今已有約一千種蛋白質的一級結構被研究確定，如胰島素、胰核糖核酸酶、胰蛋白酶等。……