"De novo"（從頭）測序是用于確定新的或未知的蛋白質(zhì)或肽段的氨基酸序列的技術(shù)。這種方法特別適用于那些在現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中沒有的蛋白質(zhì)或肽段。以下是關(guān)于"De novo"測序如何用于解析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的概述：

圖1

一、De novo測序的基礎(chǔ)

De novo測序主要依賴于質(zhì)譜技術(shù)，尤其是串聯(lián)質(zhì)譜（Tandem Mass Spectrometry, MS/MS）。在該技術(shù)中，肽段首先被電離，然后在質(zhì)譜儀中進一步分裂為更小的碎片。這些碎片的質(zhì)量隨后被測量，用于推斷原始肽段的氨基酸序列。

二、解析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

1.氨基酸序列:

一旦確定了蛋白質(zhì)或肽段的氨基酸序列，該信息就可以用于預(yù)測蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代的計算方法和算法，例如AlphaFold，可以基于氨基酸序列進行這樣的預(yù)測。

2.模擬和對接:

知道蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)之后，可以使用分子模擬技術(shù)來模擬蛋白質(zhì)的動態(tài)行為，或者進行分子對接實驗，以研究蛋白質(zhì)與其他分子（如配體或其他蛋白質(zhì)）之間的相互作用。

三、功能解析

1.同源性搜索:

通過與已知蛋白質(zhì)比較其序列，可以對未知蛋白質(zhì)的功能進行預(yù)測。如果新的蛋白質(zhì)序列與已知功能的蛋白質(zhì)高度相似，那么可以推斷出它們可能具有類似的功能。

2.功能實驗:

實驗方法，如基因敲除、過表達或結(jié)合實驗，可以進一步用來確定蛋白質(zhì)的確切功能。

3.結(jié)構(gòu)域分析:

識別蛋白質(zhì)中的結(jié)構(gòu)域有助于預(yù)測其功能，因為許多結(jié)構(gòu)域與特定的生物功能相關(guān)聯(lián)。

四、優(yōu)點和挑戰(zhàn)

1.優(yōu)點:

De novo測序允許研究人員獲得那些尚未被鑒定或在數(shù)據(jù)庫中不存在的蛋白質(zhì)的完整氨基酸序列。

2.挑戰(zhàn):

由于碎片解析的復(fù)雜性和可能的多種序列排列，從碎片質(zhì)譜中推斷原始肽段的序列是具有挑戰(zhàn)性的。

De novo測序為蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能解析提供了強大的工具，尤其是當目標蛋白質(zhì)的信息在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫中不存在時。