結構生物化學/蛋白質功能/構象選擇
構象選擇是指當一個動態波動的蛋白質（配體）與一個蛋白質結合時，將構象集合轉向穩定狀態的過程。你可能會認為構象選擇和誘導契合是一樣的，但誘導契合只關注蛋白質與其剛性結合夥伴之間的相互作用。最近的研究和實驗仍在努力尋找兩者之間嚴格的區分。
在20世紀90年代後期，科學家進行了X射線和冷凍電鏡成像、核磁共振資料和動力學研究，以驗證“鎖和鑰匙”假說。經過多年的工作，提出了模型來揭示結合場景的複雜性。Koshland-Nemethy-Filmer (KNF) 和 Monod-Wyman-Changeux (MWC) 模型描述了結閤中的變構效應。變構效應是指當配體與一個結合位點結合時，它會誘導一個構象變化，從而影響另一個位點的結合能力。最近的實驗和資料表明，構象選擇通常會接著這種構象變化或構象調整，從而使得誘導契合和原始構象選擇模型之間的區分更加混亂。
擴充套件的構象選擇模型不僅向我們展示了蛋白質構象的變化，還展示了兩個結合蛋白質的能量變化。當兩個蛋白質彼此靠近時，靜電力和氫鍵會改變兩個蛋白質的能量含量。這些蛋白質也可以經歷不同的構象選擇和調整步驟來執行特定的功能。這些選擇和調整是逐步進行的，一步接著一步，並且是依賴性的，一步會影響下一步或更遠的步驟。
影響構象選擇的一些因素：
- 相互作用強度（離子、氫鍵或偶極-偶極）
- 蛋白質濃度
- 尺寸差異（更大的蛋白質通常具有更高的柔性）
經過多年的實驗，已經確定了構象變化的貢獻者。這些貢獻者被認為在蛋白質的構象變化中起著至關重要的作用。瞬時相遇複合物：這些複合物很小（接觸面積小），並透過靜電力保持。然而，它們在結合位點覆蓋了相對較大的（~15%）表面積。錨定殘基：它們處於與結合後最終構象相似的構象。它們具有很大的接觸面積。閂鎖殘基：這些殘基被呈現出來以穩定蛋白質之間的相互作用。蛋白質片段：這些片段積累動能，併為構象變化提供能量。它們被發現可以在構象變化過程中交換高達 65% 的儲存動能，從而觸發誘導契合效應，並極大地促進結合。
Ras 蛋白和蛋白激酶（鳥嘌呤和腺嘌呤核苷三磷酸酶）在配體在其功能過程中結合時會經歷很大的構象變化。一些新的計算機模擬方法正在與實驗相結合，以進一步瞭解構象變化。科學家所稱的“構象選擇圖”正在出現，其中已知構象的相對種群的變化可以最好地解釋重要蛋白質的構象轉換活性。 [1]
幾十年來，科學家們一直在努力解決蛋白質摺疊問題。為了徹底瞭解蛋白質如何摺疊成三維結構，科學家們必須首先發現蛋白質的摺疊和展開。透過實驗，有一些重要的研究對生物化學界做出了貢獻。
溫度會影響蛋白質的穩定性和摺疊。在高溫下，科學家發現大多數蛋白質是無結構的。這是因為在高溫下，離子相互作用和氫鍵等弱鍵會被破壞。這會降低蛋白質的誘導契合效應，並增加它們的構象選擇。
伴侶蛋白有助於蛋白質的組裝，並解決聚集問題（蛋白質摺疊成巨大的多型聚集體物種。許多伴侶蛋白能夠展開蛋白質並促進蛋白質複合物的結合。
Peter Csermely, Robin Palotai 和 Ruth Nussinov。誘導契合、構象選擇和獨立的動態片段：對結合事件的擴充套件觀點。Trends Biochem Sci. 2010 年 6 月 10 日。
- ↑ 蛋白質中的大構象變化：訊號傳導和其他功能。Barry J. Grant、Alemayehu A. Gorfe 和 J. Andrew McCammon。