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。

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。

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。

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。