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原來我們身體里的蛋白質也可以這麼漂亮!

對於蛋白質,很多人都不陌生。蛋白質是生命的物質基礎,是我們人體一切組織,細胞的重要成分。一般來說,蛋白質約佔人體全部重量的16-20%。即一個成年人如果重60千克的話,他體內蛋白質的含量約為9.6-12千克。或許你覺得這個數據並不是很高,但是你還要知道的是人體中有約55%的重量是水,蛋白質可是唯一一種可以和脂肪重量(約佔20%)相比的物質了。

對於脂肪你可能能大概猜測到時什麼樣子。但是蛋白質長什麼樣,相信很多人都沒有概念。如果讓你想,也許你能想到的可能是富含高蛋白的一些食物,比如蛋白粉、雞蛋白甚至一塊肉?

學過生物的人應該都知道,蛋白質雖然種類多樣,但是都是由20種基本氨基酸組成的。這些氨基酸的順序稱為蛋白質的一級結構;在這個基礎上形成的摺疊或螺旋稱為二級結構;這些複雜的結構進一步形成了空間立體的三級結構。雖然蛋白質是大分子,但這些結構絕非肉眼可見,甚至連最高解析度的電子顯微鏡也無法看清其廬山真面目。

不過,聰明的科學家們自然能夠想到解決的辦法。以目前能夠看到蛋白質準確結構的主要方法X射線晶體衍射為例,首先必須摸索合適的蛋白晶體生長條件,獲得足夠大小的單晶。狀態好的蛋白晶體在普通顯微鏡下即可呈現非常漂亮的晶體形態,就像各種寶石一般。

在獲得單晶之後,就需要進行衍射實驗,即用X射線打到晶體上,產生衍射,並記錄衍射數據。通過對這些複雜數據的分析和結構解析後,科學家們就能看到蛋白的結構了,清晰到可見每一個組成蛋白質的原子,是不是很神奇?

下面就讓我們來欣賞人體內的蛋白的結構吧。

血紅蛋白

胰蛋白酶

剪接體(Nguyen等,Nature,2016)

核糖體(來自Noller Lab)

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