蛋白結(jié)晶是將通常復雜的大分子形成結(jié)構(gòu)化、有序晶格的行為和方法。固態(tài)蛋白質(zhì)通常為非晶態(tài),容易變性,晶格中的蛋白質(zhì)不容易變性,更加穩(wěn)定。蛋白質(zhì)在適宜的環(huán)境下會結(jié)晶。
1)蛋白質(zhì)功能研究
在原子及電子傳遞層次,酶反應機理或蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用方面,蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的經(jīng)典意義是深入理解其功能。隨著越來越多復雜大分子復合物及膜蛋白晶體結(jié)構(gòu)的解析,我們必將更加廣泛和深刻地理解生物學功能及生物界的起源、發(fā)生和發(fā)展規(guī)律。
2)基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計
根據(jù)已知蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)進行藥物設(shè)計和優(yōu)化,這種方法已經(jīng)被廣泛用于目標蛋白的選取和藥物的前期研發(fā),并已成功研制出一些藥物用于臨床治療。大量蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的解析,尤其是蛋白激酶和具有重要功能的膜蛋白(如GPCR等)的結(jié)構(gòu)分析,將為基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計提供更多的工作靶標。此外,這些蛋白質(zhì)或其晶體可用于Fragment小分子的共結(jié)晶或浸泡篩選,它們復合物的晶體結(jié)構(gòu)將為藥物的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。
3)蛋白質(zhì)工程
通過對野生型及不同突變體的空間結(jié)構(gòu)的研究,根據(jù)需要對蛋白質(zhì)進行改造,設(shè)計活性更高或具有其他功能特性的蛋白質(zhì)分子。尤其是對于具有某一功能的家族的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究分析,對于更好地理解結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系是十分重要的。同時大量實驗數(shù)據(jù)的積累將為基于結(jié)構(gòu)的預測分析提供必要的理論依據(jù)。