結構生物學解出的結構和體內實際結構相比存在多少差異？

01-06

都說結構生物學很精確，但是大家都知道解出的結構和體內實際結構可能或多或少存在差異。那麼這些差異大概是多少呢？如果有差異那麼能否還能說結構生物學是在生物學裡面最精確的分支呢？

趕時間，簡單回答一下。

籠統來說，結構生物學解出的結構與所謂「真實的」結構之間的確可能存在差異，但這個差異往往不會影響對於其生物學功能的解讀與分析。也就是說，即便存在這個差異，結構生物學獲得的認知仍然是足夠精確的，比通過各種電泳方法等等實驗給出的間接證據要精確得多。

在目前結構生物學的三大方法中，最主要的X射線晶體學得出的是晶體內所有不對稱單位內生物大分子的平均結構，因此往往要冠以「晶體結構」的稱謂，加以明示。這種平均結構本身存在方法系統帶來的平均化問題，無法逾越；另一方面，晶體堆積的力量會導致蛋白質等生物大分子在晶格內處於一種輕微承力受壓的狀態，這也使其結構與自由的溶液狀態有所不同。但是這些差異主要發生在蛋白質表面靈活性較高的部位，而非其穩固、保守的區域，因此，只要在功能分析時加以注意，是不會有影響的。

NMR方法則與X射線晶體學方法恰恰相反，得到的是自由的溶液狀態結構，且有多個狀態。其中更具體的細節問題我不是很清楚。

最近得到了迅猛發展的冷凍電鏡方法，與晶體學方法有點異曲同工，同樣是平均結構，因而同樣有靈活性較大區域被平均化的問題。

此外，冷凍電鏡方法和目前主流的晶體學方法都要對樣品進行冷凍（100K以下）。有研究指出，這樣的低溫環境也會對結構有輕微的影響。

總體來講，上述各類影響當中，比較容易被人忽視的那些，往往尺度都在0.1埃（0.01納米）左右，只要不討論過分細節的問題（比如在0.1埃水平上比較鍵長），其分析都是能夠站得住腳的。而那些不易被人們忽視的問題，都通過解析度、B因子等指標進行了標定，往往是文章審稿人會對相關不合理的分析提出疑問的重要依據。

非此專業。曾經就此問題問過饒子和院士。他的通俗解釋是只能說隨著方法的進步，現在的結構越來越接近於真實體內，但是到底差多少不得而知。另外補充說，差異應該不影響該行業應用。

正在解蛋白質結構，就隨手發上了吧。高票答案已經講得非常好了，我就是狗尾續貂，刷一下存在感。

生物里中的蛋白質都處在伸展狀態，而x射線衍射需要的蛋白質晶體中的蛋白質都處於packing的狀態，像磚頭一樣一塊一塊排列起來的。

解出來的結構跟現實中蛋白質是有差異的，這是因為「沒有完美的晶體」。在X-射線收集數據的時候，只能夠得到蛋白質單體中相似的部分，而把不同的部分給忽略掉了。

在X射線晶體學中，我們用R factor這個指標來衡量解出來的結構跟實際收集的蛋白數據的差異，這個數值越小越好。R Free 這個值如果低於0.25，基本上就是可發表的了，一般我們實驗室都要求做到接近0.20左右。

順便說一下，我現在所在的學院是化學系，跟生物系是不同的學院，我也是經過了物理化學，無機，有機，分析等化學考試，化學課，才進入這個學院學習的。

為什麼學了半天，在國內的分類中，我做的研究依舊是生物類的？我為了爬出生物坑容易嘛。爬了半天為什麼又爬回來了？

科普做的還挺好嘛。