"De novo"(從頭)測(cè)序是用于確定新的或未知的蛋白質(zhì)或肽段的氨基酸序列的技術(shù)。這種方法特別適用于那些在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)中沒(méi)有的蛋白質(zhì)或肽段。以下是關(guān)于"De novo"測(cè)序如何用于解析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的概述:
圖1
一、De novo測(cè)序的基礎(chǔ)
De novo測(cè)序主要依賴于質(zhì)譜技術(shù),尤其是串聯(lián)質(zhì)譜(Tandem Mass Spectrometry, MS/MS)。在該技術(shù)中,肽段首先被電離,然后在質(zhì)譜儀中進(jìn)一步分裂為更小的碎片。這些碎片的質(zhì)量隨后被測(cè)量,用于推斷原始肽段的氨基酸序列。
二、解析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)
1.氨基酸序列:
一旦確定了蛋白質(zhì)或肽段的氨基酸序列,該信息就可以用于預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu),F(xiàn)代的計(jì)算方法和算法,例如AlphaFold,可以基于氨基酸序列進(jìn)行這樣的預(yù)測(cè)。
2.模擬和對(duì)接:
知道蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)之后,可以使用分子模擬技術(shù)來(lái)模擬蛋白質(zhì)的動(dòng)態(tài)行為,或者進(jìn)行分子對(duì)接實(shí)驗(yàn),以研究蛋白質(zhì)與其他分子(如配體或其他蛋白質(zhì))之間的相互作用。
三、功能解析
1.同源性搜索:
通過(guò)與已知蛋白質(zhì)比較其序列,可以對(duì)未知蛋白質(zhì)的功能進(jìn)行預(yù)測(cè)。如果新的蛋白質(zhì)序列與已知功能的蛋白質(zhì)高度相似,那么可以推斷出它們可能具有類(lèi)似的功能。
2.功能實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)方法,如基因敲除、過(guò)表達(dá)或結(jié)合實(shí)驗(yàn),可以進(jìn)一步用來(lái)確定蛋白質(zhì)的確切功能。
3.結(jié)構(gòu)域分析:
識(shí)別蛋白質(zhì)中的結(jié)構(gòu)域有助于預(yù)測(cè)其功能,因?yàn)樵S多結(jié)構(gòu)域與特定的生物功能相關(guān)聯(lián)。
四、優(yōu)點(diǎn)和挑戰(zhàn)
1.優(yōu)點(diǎn):
De novo測(cè)序允許研究人員獲得那些尚未被鑒定或在數(shù)據(jù)庫(kù)中不存在的蛋白質(zhì)的完整氨基酸序列。
2.挑戰(zhàn):
由于碎片解析的復(fù)雜性和可能的多種序列排列,從碎片質(zhì)譜中推斷原始肽段的序列是具有挑戰(zhàn)性的。
De novo測(cè)序?yàn)榈鞍踪|(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能解析提供了強(qiáng)大的工具,尤其是當(dāng)目標(biāo)蛋白質(zhì)的信息在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫(kù)中不存在時(shí)。