※ 引述《oplz (oplz)》之銘言： : 我是門外漢..這幾天看了一堆 structural biology 的 articles.. : 感覺有點消化不良.. 看到難得有專家在這 趕緊問些問題! : 1. crystal biology 裡面的結晶多是在細胞內不存在的情況下結晶而成 : 要怎麼確定 in vitro 結出來的就和 cell 內的 protein structure 是一樣的? : 也就是我們怎麼知道解出來結構真的出現在細胞內? : 以 prion 為例, 一種 protein 確有可能有兩種以上的結構 : 我們怎麼知道我們拿到的穩定結構是對的那一個? : 如果確有可能拿到錯的結構 機率有多大? : 能拿到結晶的 protein 裡面有幾成是可信為真ꨊ 먿 就以這點而言 你說到的關鍵點 如何證明蛋白質結晶時結構 (in vitro) 與 in vivo一樣.. 目前的答案是 沒辦法.. 但是講到相當相當的嚴謹時 "幾乎"(我沒說絕對)沒有生化學實驗算在 完全的生理環境下操做的 (這理由我之前的文章有提過) 即便是 yeast two hybrid, NMR (prion的例子) 等等等... 你要說在 yeast 的狀況下就與真實的狀況 (目標cell啦..)下一樣嗎?.. 所以 目前的結構上的研究 著重在function.. 如果你結晶解出來的蛋白質結構 與你的其他生化性質完全抵觸的時候 這個結構就很可能沒有意義性存在 而好在 目前的情況還較少發生 而科學家曾經直接將 substrate 直接加入晶體中 發現在蛋白質在結晶狀態下 仍有作用 這代表其 function 不受影響 其結構也就有其意義存在 再者 結晶有一絕對的前提 有結構才有可能結晶 (結晶學基本前提) 也就是能夠結晶 就有其穩定的結構存在 如果你在其相對溫和的狀態下所結的晶 (也很少結晶在如攝氏70度, pH 10 or 1 可以結的出來 其結構都破壞掉了 沒結構 就不可能長晶 : 2. MS strategy 裡面, 可以知道 aa 的相對位置..但距離怎麼算? : 又用不同 chemical ragent 處理 會不會改變構型? 1. 目前有各式各樣長度的 chemical reagent 如 10 A ~ 25 A 等等 如果你能夠被 長度 10 A 結合到 代表你這兩個胺基酸空間上相對位置在 10 A 以下 2. 用作 chemical crosslinking 的化學反應試劑 目前都可在很溫和的狀態下 即可發生反應 (如 4度 到 37度, pH 5~8 之間) 要確定構型是否會改變 可以在 linking 完後 測 CD 觀察 如果光譜沒有太大變化 一般也就是說明結構沒有改變 : 3. 有人說總有一天 protein structure 可以用電腦完全模擬出來 : 也就是說 protein folding 確實有一套依循的原理存在 : 只要找到這個公式 就可解決問題, 你的想法? 不可能.. 生化課本都有講到 不是所有的生物分子都在其最低的能量狀態下 就以蛋白質而言 為何很多 E.coli expression 的 重組蛋白 會以inclusion body 的狀態下存在 ? 很多蛋白質分子在表現的時候 會需要其他蛋白質的幫助 如chaperon 這些會改變其蛋白質在表現上的速率是以 熱力學平衡得方式或是以動力學 平衡的方式 到達其生理結構 你如何去預測是否蛋白質表現時有其他蛋白質的參與? 影響其構型 再者 即便是如prion 這等小的 peptide 在其某個位置上加上一個糖分子 其構型就有極大的不同 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 12633 - 12638. “ One O-linked sugar can affect the a-to-b structural transition of the prion peptide. ” 更何況有很多蛋白質都具有 post modification 存在 有些更會在蛋白質外圍加上各式的醣 (甚至到數十個醣) 你如何從電腦上預測他會加上幾個醣 加醣的形式為何? (我知道有預測蛋白質加醣位置的軟體 所以我的問題更前進一步) 如果這些無法解決 (這些也算是protein 之間的 interaction) 要說直接從序列上準確預測 簡直是癡人說夢 : 4. structural biology 的重要性在哪裡? 將來發展還剩下的空間跟扮演的角色? : 前景如何? (如果有人覺得這是問前途 不理它亦可..) 簡單的反問你 DNA 雙股螺旋結構的重要性在哪裡 ? 當然 物質不同 不能將他完全比擬 目前結構生物學最大的應用 首在 drug disign 與 protein enginering 在 drug disign 上 之前的人在藥物的研究很多是靠運氣 try and error 在有蛋白質結構的狀況下 針對治病源的反應機制 直接進行 drug disign, 可大大的減少瞎子摸象的困擾 這可參考 Nature structure biology 2000, p 991~994 " From strucure to function : approach and limitation" 在protein enginering...這也是顯而易見的 不再多論 當然 現在有建立 structure data base, 來反推回 gene function ( reverse genetic ) 也可算是一樣結構生物學上新角色 要講又是落落長.... 以上述都是大方向的問題.. 至於實驗細節的問題 (如以MS 解結構會遇到的問題 結晶學的一些新進展等等 以後有人問再說吧 不然占版面) 故不在此次討論中 其實是我看電視時間到了 我要去看超人首部曲了..................... 還有火影忍者... 嘿嘿嘿嘿... --

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