目录
- 1 天然变性蛋白
- 2 生物作用
- ▪ 灵活的链接器
- ▪ 线性图案
- ▪ 共轭折叠和结合
- ▪ 定影混乱
- 3 结构方面
- 4 实验验证
天然变性蛋白
天然变性蛋白的发现挑战了蛋白质结构的传统范式，其中蛋白质功能取决于固定的三维结构。通过对2000年代和2010年代，结构生物学反对意见是各个领域投在这个教条的证据，是否有蛋白质动力学这是深切的关系已建议。尽管IDP缺乏稳定的结构，它却是一类非常重要的功能重要的蛋白质。在某些情况下，IDP与其他大分子结合后可能会呈现固定的三维结构。总体而言，IDP由已经在许多方面、功能、结构、序列结构的蛋白质不同，相互作用在进化和监管点不同的趋势。
生物作用
许多天然存在的蛋白质与受体的结合亲和力受翻译后修饰的调节，无序蛋白质的柔韧性促进与需要不同构象的修饰酶与受体的结合。本质上无序状态的细胞信号、转录、染色质是在参与重塑功能的蛋白质特别常见。基因诞生到发展取得的新最近也往往有较高程度的障碍。
灵活的链接器
经常发现无序区域是域之间的灵活链接器或循环。接头序列的长度可以广泛变化，但是通常富含极性不带电荷的氨基酸。灵活的链接器允许链接的域自由扭曲和旋转以募集绑定伙伴。接头，结合配偶体，能够使由长程变构调节在大的构象的改变。
线性图案
线性基序是蛋白质的短而无序的区域，介导与其他蛋白质和其他生物分子（RNA，DNA，糖等）的功能相互作用。线性图案的许多角色，是细胞功能的调节，例如细胞形状，单个蛋白的细胞内定位，调节蛋白质周转相关等的控制。在许多情况下，翻译后修饰（例如磷酸化）可调节单个线性基序的特定相互作用的亲和力（通常约为几个数量级）。线性基序相对难以进化，并且由于产生新的（低亲和力）相互作用表面的结构约束相对较少，线性基序的检测尤其具有挑战性。有。但是，线性基序具有广泛的生物学作用这一事实，以及许多病毒模仿或劫持线性基序以有效地重新编码受感染细胞的事实，使这一挑战变得更加棘手。他强调了对激动人心的话题进行研究的紧迫性。与球状蛋白不同，IDP 没有在空间上排列的活动口袋。但是，已经通过NMR进行了详细结构鉴定的80％的IDP具有称为PreSMos（预结构基序）的用于目标识别的瞬时二级结构。有一个带有元素的线性图案。在某些情况下，这些瞬态结构已显示与靶结合后会形成完整且稳定的二级结构（例如螺旋）。因此，假定PreSMos是IDP的活动站点。
共轭折叠和结合
许多非结构化蛋白在与靶标结合后会转变为更结构化的状态（MoRF）。共轭折叠和结合可以是局部的，涉及很少的相互作用残基，也可以涉及整个蛋白质结构域。最近，有研究表明，掩埋和偶联的结合物可以掩埋大的表面积，因此只有大得多的蛋白质才可能实现完全结构化的蛋白质。另外，某些无序区域可以充当调节生物学功能的“分子开关”，包括通过小分子结合，DNA / RNA结合和离子相互作用有序排列的构象。
无序蛋白结合和执行功能的能力表明该蛋白的结构稳定性不是这些能力的要求。蛋白质紊乱有许多短的功能位点，如短的线性基序。无序蛋白和短的线性基序是，亨德拉病毒、 C型肝炎病毒、HIV-1、人乳头状瘤病毒，例如许多的RNA病毒可以看出特别丰富英寸 这些病毒，通过使用这样的蛋白质和基序操作的大量宿主蛋白的促进结合，它们的基因组具有克服的信息量的限制。
定影混乱
天然变性的蛋白质即使与其他蛋白质特异性结合也可以保持其构象柔韧性。耦合状态的结构紊乱可以是静态的也可以是动态的。在模糊复合体中，结构的多样性对于功能至关重要，并且活动通过操纵无序区域而改变。复合物的构象合奏通过翻译后修饰和蛋白质相互作用调节的。DNA结合蛋白的特异性通常取决于模糊区的长度，并通过可变剪接改变。尽管某些模糊复合物可能表现出高结合亲和力，但其他研究表明，仅使用外源荧光染料即可观察到此类现象。
结构方面
根据细胞的条件本质上无序的蛋白质在体内适于许多不同的结构，创造了合奏结构或构象。
因此，它们的结构与功能密切相关。但是，几乎没有蛋白质在其自然状态下完全失序。大多数疾病都在结构蛋白内的天然简并区（IDR）中发现。术语天然变性蛋白（IDP）不仅包括完全无序的蛋白，还包括IDR。
病症的蛋白质的存在和类型是由氨基酸序列确定。IDP的特征通常是疏水性氨基酸数量少，极性和带电氨基酸数量很多，通常被描述为疏水性较低。该性质导致与水的良好相互作用。的电荷总数进一步促进丰度为无序具有相同电荷的残基之间的静电排斥[28] 。这样的无序序列不能充分掩埋疏水核心并折叠成稳定的球状蛋白质。在某些情况下，无序序列中的疏水簇提供了与折叠结合并缀合的区域的线索。许多无序蛋白的区域没有规则的二级结构。与结构环相比，这些区域称为柔性环。一组结构环具有刚性结构的Ramachandran角度只有，但可以在IDP多个角度。术语柔韧性也用于结构蛋白，但是对于无序蛋白则用于描述不同的现象。结构蛋白的柔韧性与平衡有关，但与IDP无关。此外，许多无序蛋白的低复杂性区域（一个序列主要仅被少数类型的残基占据）。低复杂度区域是混乱的有力指标，但是反之并不总是正确的。即，不是所有的无序蛋白都具有低复杂性区域。
实验验证
利用生物素“绘画”可以对天然变性区域的预测进行广泛的细胞内验证。
如果可以将天然修饰的蛋白质纯化，则可以通过各种实验技术对其进行鉴定。获得有关蛋白质无序区信息的主要方法是NMR光谱法。另外，X射线晶体结构分析中缺乏电子密度也是无序的迹象。
折叠的蛋白质是致密的（部分体积为0.72-0.74 mL / g），并且旋转半径成比例地较小。因此，可以通过对分子量，密度或流体动力学阻力敏感的技术来检测未折叠的蛋白质，例如尺寸排阻色谱，分析超速离心，小角度X射线散射（SAXS）。另外，未折叠的蛋白质的特征在于没有二级结构，因此由远紫外光（170-250 nm）圆二色性光谱（尤其是在200 nm附近的最小值）和红外光表征。也可以通过光谱分析。未折叠的蛋白质很容易被蛋白酶切割，因为主链肽基团暴露在溶剂中。结构不完整的蛋白质区域可以通过其对蛋白酶的高敏感性，低蛋白酶浓度和短降解时间进行实验验证。此外，快速氢-氘交换进行，由NMR测得的1H酰胺化学位移显示较小的分散度（<1 ppm）（在折叠的蛋白质中，酰胺质子通常约为5 ppm）。近年来，已经引入了新技术，例如快速平行蛋白水解（FASTpp），无需纯化即可测定折叠。对原肌球蛋白 - 肌钙蛋白相互作用的研究表明，FASTpp可以检测到稳定性的细微差异，例如错义突变，蛋白伴侣结合和聚合折叠（例如卷曲螺旋）。
为了研究散装IDP的结构和动力学，将SAXS用于集合体形状信息，将NMR用于在原子水平上进行集合体细化，并观察分子相互作用和构象变化。该荧光是，X射线晶体学是揭示一个以上的区域，在晶体中的蛋白高度移动，则表明是较少固定的蛋白质的部分低温电子显微镜就是，IDP的大小光散射用于监测分布和聚集速率，NMR的化学位移和圆二色性用于监测IDP的二级结构。
作为一种研究单分子IDP的方法，spFRET以及IDP集成体，其低聚物和聚集体的高分辨率信息用于研究IDP 的构象柔韧性和结构变化率。以获得光学镊子，为了澄清IDP纳米孔的整体形状分布，磁镊子，研究用很小的力长期结构改变中，为了直接看到的空间的灵活性，当IDP是快速原子力显微镜。
