浅谈结构生物信息学成果及其展望

浅谈结构生物信息学成果及其展望

摘要：我们已经步入分子生物医学的时代，当我们用分子水平去研究生命时，我们发现我们并未得到真实生命的立体结构的信息。

而结构生物信息学是分析生命真实的分子结构的科学，是以生

物信息学手段来研究生物大分子空间结构及其运动进而阐明

其生物学功能的科学。了解其成果，我们能更好地知晓它在实

际应用中的前景。

关键词：结构生物信息学成果展望

1、近年结构生物信息学成果

①研究生物大分子结构的新技术：DNA重组技术，酶逐步降解技术，X射线晶体学分析技术，波谱技术，计算机技术

“工欲善其事，必先利其器”，使用新的技术。方法与仪器，使获得清晰的结构图像，以了解蛋白质的构象动态变化及对结构的贮存比较和结构-功能的预测。

若将研究技术分类，大致可分为四种，分别对应多种成果。

X射线晶体学透射显微技术

晶体学技术中子衍射技术显微学技术

电子晶体学扫描显微学

多维核磁共振技术

谱学方法电子自旋共振新发展方法：双向电泳激光拉曼等光谱技术

得到的技术成果

⑴人源组蛋白分子伴侣DAXX与组蛋白H3.3-H4复合晶体结构的发现。这项发现解开了DAXX能精确识别H3.3与H3.1并特异性结合H3.3的迷，并对于勾画H3.3的储存途径及了解H3.3的生物学和病理学功能提供了结构基础。

⑵揭示糖皮质激素关闭免疫系统关键基因的分子机制。在研究中，实验者使用X射线技术来进行GR结合在DNA上的晶体形态，当GR结合至DNA上久可以表现出关闭免疫系统基因转录的功能。这项研究揭示了通过抑制GR与其它GR分子作用的药物或许可以达到抗炎的效果，而且产生极小的副作用，一种基于植物的化合物-化合物A 目前正在实验室进行实验，来检测其抗炎的作用。

⑶阴离子选择性的工作机制的发现。为了理解这类通道的离子选择机制，某研究组克隆并检测了60多个物种的MscS的离子选择性，最终成功鉴定到了一个具有强阴离子选择性的通道蛋白。经过多年的不懈努力，该研究组解析了其晶体结构并对其离子选择机制进行了研究。通过进一步的突变体实验，该研究组成功找到了该结构域介导离子选择性的关键氨基酸残基，进而提出了该通道的阴离子选择机制模型。该研究组在该工作中所取得的成果为理解阴离子如何被通道蛋白

所选择这一基本问题提供了新的视点，同时也为研究这类最古老的通道蛋白提供了新的思路。

以上只是几个有关结构生物信息学的成果的简述，结构生物信息学正在蓬勃发展，成果不计其数，这里也不能一一述之。在此我还要谈及的还有这门学科的研究者所面临的挑战及研究的目标、未来的研究的主要内容。

挑战：如何测量获得高精度的生物大分子结构的数据；结构解析新算法的找寻；药用靶标蛋白质的筛选方案。

目标：应用生物信息学方法进行生物大分子结构解析，通过结构预测，预测生物大分子相互作用可信度，实现新药的发现。

在未来，结构生物信息学必定会在新药的开发，疾病原理的研究上有广泛的应用。如辅助药物分子的设计，找寻治疗药物的靶标。我们有理由相信，结构生物信息学定会在生物制药等方面大显身手！