肌红蛋白
Myoglobin肌肉里储存氧的蛋白。它是人类破解的第一个蛋白质三维结构——1958 年由 Kendrew 用 X 射线晶体学测定,第一次让人「看见」了蛋白质折叠的真实样子。
为何重要:史上第一个被解出的蛋白质结构,开创了结构生物学。Kendrew 因此获 1962 年诺贝尔化学奖。
延伸阅读:蛋白质折叠 →真实结构
这里的每一个分子都不是 AI 生成或艺术想象,而是科学家用 X 射线晶体学与冷冻电镜 真实测定的三维坐标,来自 RCSB 蛋白质数据库。点开任意一个,就能在浏览器里亲手旋转、缩放,看清生命与药物的分子机器到底长什么样。
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肌肉里储存氧的蛋白。它是人类破解的第一个蛋白质三维结构——1958 年由 Kendrew 用 X 射线晶体学测定,第一次让人「看见」了蛋白质折叠的真实样子。
为何重要:史上第一个被解出的蛋白质结构,开创了结构生物学。Kendrew 因此获 1962 年诺贝尔化学奖。
延伸阅读:蛋白质折叠 →一种能切开细菌细胞壁的酶,存在于眼泪和唾液里,是人体的天然抗菌武器。它是第一个被解出结构的酶,让人类第一次看清酶如何精准地「咬住」底物。
为何重要:第一个被测定结构的酶(1965, Phillips),奠定了「结构决定催化机制」的认识。
延伸阅读:免疫系统 →调节血糖的激素。糖尿病患者注射的正是它。这个经典的「2 锌胰岛素」结构展示了两条肽链如何由二硫键缝合、再围绕锌离子组装成六聚体。
为何重要:胰岛素是第一个被测序的蛋白质,也是首个大规模重组生产的药物——现代生物制药的开端。
延伸阅读:糖尿病 →红细胞里运氧的蛋白,让血液变红。四个亚基协同工作:结合一个氧分子会让其余位点更易结合氧——这种「协同效应」是分子如何「放大信号」的教科书范例。
为何重要:协同别构调控的典范;镰刀型贫血等血红蛋白病揭示了「一个氨基酸之差」如何致病。
延伸阅读:蛋白质折叠 →遗传信息的载体。这是著名的 Dickerson 十二聚体——第一个高分辨率的 B 型 DNA 晶体结构,让 Watson-Crick 提出的双螺旋从模型变成了可测量的真实坐标。
为何重要:首个原子级 B-DNA 结构,证实并精化了双螺旋模型,是分子生物学的基石。
延伸阅读:DNA 与遗传 →新冠病毒表面那根「钉子」,负责撬开人体细胞的 ACE2 受体入侵。这个 2020 年初解出的预融合构象结构,直接成了 mRNA 疫苗的设计蓝图。
为何重要:疫情爆发数周内即被冷冻电镜解出,加速了 mRNA 疫苗研发——结构生物学救命的实例。
延伸阅读:COVID-19 →来自水母、会发绿光的蛋白。它的「桶状」结构里藏着一个能自发成熟的发色团。如今它是生命科学最常用的「分子灯泡」,让研究者点亮活细胞里的任意蛋白。
为何重要:彻底改变了生物成像;Shimomura、Chalfie、Tsien 因 GFP 获 2008 年诺贝尔化学奖。
延伸阅读:生物发光 →免疫系统的「制导导弹」。这个 Y 形分子的两个「臂」末端能识别并结合特定抗原,是疫苗保护、单克隆抗体药物与免疫疗法的分子基础。
为何重要:Y 形结构解释了抗体如何既特异识别抗原、又招募免疫效应——现代抗体药物的设计起点。
延伸阅读:疫苗原理 →