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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 生物医药区 » 生物科学 » 请教：结构生物学的研究手段NMR和单晶衍射方法哪个更可靠？
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lasteye

金虫 (小有名气)

[求助] 请教：结构生物学的研究手段NMR和单晶衍射方法哪个更可靠？

本人是做药化的，在阅读文献的过程中发现，抗癌药物epothilone A核磁共振和单晶衍射得到的微管蛋白结合构象不一致，文献见附件。就目前epothilone的构效关系研究数据来看，NMR模型更可靠一些。

我想请教一下做结构生物学的专家，这两种实验手段得到的同一个小分子的结合构象为何会出现这样大的差别？难道现在广泛采用的NMR和单晶衍射解析手段得到的结构不见得完全可靠？谢谢！

NMR：
Teresa Carlomagno, et al. The High-Resolution Solution Structure of Epothilone
ABound to Tubulin: An Understanding of the Structure–Activity Relationships for a Powerful Class of Antitumor Agents. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 2511-2515.

单晶衍射：
James H. Nettles, et al. The Binding Mode of Epothilone A on α,ß-Tubulin by Electron Crystallography. Science, 2004, 305, 866-869.[ Last edited by lasteye on 2011-8-3 at 12:57 ]
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1楼2011-08-03 11:50:49
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lasteye

金虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by whb8161 at 2011-08-04 10:11:47:
据施一公说历史上NMR结构和X-ray结构不一样的时候，所有的例子都是X-ray的结构是正确的，具体的例子没考证过

在这个例子里面，似乎NMR结构更可靠一些，X-Ray结构有难以解释的构效关系数据，而且NMR结构和自由状态时的构象相近，X-Ray结构则和自由状态结构相差很大。另外，1PKF和1Q5D是epothilone类化合物和细胞色素p450代谢酶结合的晶体复合物，其中epothilone的构象和NMR得到微管结合构象相近，和X-Ray模型差别很大。
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愿为“中国创造”倾尽绵薄之力。
3楼2011-08-04 11:21:01
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普通回帖

whb8161

木虫 (小有名气)
★ ★ ★ ★ ★
adslye(金币+5): 施大神的话~哈哈！鼓励交流！祝顺利！ 2011-08-04 16:43:12
据施一公说历史上NMR结构和X-ray结构不一样的时候，所有的例子都是X-ray的结构是正确的，具体的例子没考证过
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人生不止寂寞不已
2楼2011-08-04 10:11:47
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brightfuture01

木虫之王 (文坛精英)

我爱打老虎

文献杰出贡献

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
adslye(金币+7): 鼓励深入交流！祝顺利！ 2011-08-04 16:46:49
我觉得同一个蛋白用两种不同的方法解析出来不同的构象是非常有可能的，X-ray 晶体衍射依赖于获得可衍射的晶体，而晶体的生长所需要的溶液以及沉淀剂和NRM时蛋白所处的溶液大有区别。蛋白在不同的buffer中构象难免会有变化，所以用这两种方法获得的数据，解析出来难免会有所差异，差异的双方都可能是正确的，并没有谁对谁错。如果要刨根问底的话，蛋白在细胞中是出于一种可溶状态的，你体外结晶获得的结构真的是蛋白在体内的真实结构么？
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adslye
The world is a fine place and worth fighting for. I agree with the second part.
4楼2011-08-04 12:29:52
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lasteye

金虫 (小有名气)
★ ★
adslye(金币+2): 鼓励交流！祝顺利！ 2011-08-05 19:15:45
引用回帖:
4楼: Originally posted by brightfuture01 at 2011-08-04 12:29:52:
我觉得同一个蛋白用两种不同的方法解析出来不同的构象是非常有可能的，X-ray 晶体衍射依赖于获得可衍射的晶体，而晶体的生长所需要的溶液以及沉淀剂和NRM时蛋白所处的溶液大有区别。蛋白在不同的buffer中构象难免 ...

我这个例子讨论的是与大分子（微管蛋白）结合的小分子（epothilone）的构象。如果epothilone只有一种活性构象，那么不同的实验条件得到不同的模型总有一个不可靠，或者都不可靠。
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5楼2011-08-04 13:16:47
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whb8161

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
lasteye(金币+50): 10 2011-08-04 15:54:20
adslye(金币+10): 好给力哦！50的基础上再奖励10金！奖励您这种认真读文献的精神！祝顺利！ 2011-08-04 16:45:56
引用回帖:
3楼: Originally posted by lasteye at 2011-08-04 11:21:01:
在这个例子里面，似乎NMR结构更可靠一些，X-Ray结构有难以解释的构效关系数据，而且NMR结构和自由状态时的构象相近，X-Ray结构则和自由状态结构相差很大。另外，1PKF和1Q5D是epothilone类化合物和细胞色素p450代 ...

我浏览了一下你的参考文献，那篇Science的文章用的是Electron Crystallography而不是X-ray Crystallography，拿到的分辨率不如NMR的高，因此是可能出错的。如果是X-ray的话应该是可靠的。
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adslye
人生不止寂寞不已
6楼2011-08-04 13:45:55
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lasteye

金虫 (小有名气)
引用回帖:
6楼: Originally posted by whb8161 at 2011-08-04 13:45:55:
我浏览了一下你的参考文献，那篇Science的文章用的是Electron Crystallography而不是X-ray Crystallography，拿到的分辨率不如NMR的高，因此是可能出错的。如果是X-ray的话应该是可靠的。

哦，这个我不懂，多谢指教。
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7楼2011-08-04 15:53:51
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whb8161

木虫 (小有名气)
不客气！
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人生不止寂寞不已
8楼2011-08-04 16:08:56
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adslye

银虫 (正式写手)
送鲜花一朵
引用回帖:
4楼: Originally posted by brightfuture01 at 2011-08-04 12:29:52:
我觉得同一个蛋白用两种不同的方法解析出来不同的构象是非常有可能的，X-ray 晶体衍射依赖于获得可衍射的晶体，而晶体的生长所需要的溶液以及沉淀剂和NRM时蛋白所处的溶液大有区别。蛋白在不同的buffer中构象难免 ...

前辈的回答我很感兴趣。我以前是学化学的，没做过这方面。
所以想问下：
1.因为小分子化合物结晶后，它的内部结构是固定的，（但我没研究过不同溶剂，一般都是水溶液。）也因此它的很多性质是很稳定的。比如：熔点固定，我们通过晶体的熔点来鉴别化合物。
所以，我的问题是：大分子的蛋白晶体构像会随着buffer不同而改变吗？（这类实验应该有专门的buffer吧，加入特殊物质，除去干扰）如果是的话这一类的研究不是很头疼这个问题。辛苦结晶出来的只是一种存在形式。

2.最后，偷偷懒。能大概1，,2句话描述下蛋白结晶的过程吗？嘿嘿~~
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9楼2011-08-04 16:57:38
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adslye

银虫 (正式写手)
送鲜花一朵
引用回帖:
6楼: Originally posted by whb8161 at 2011-08-04 13:45:55:
我浏览了一下你的参考文献，那篇Science的文章用的是Electron Crystallography而不是X-ray Crystallography，拿到的分辨率不如NMR的高，因此是可能出错的。如果是X-ray的话应该是可靠的。

您可否对这篇文章做个小小的读后感。我想对于这个问题很多虫子都不懂我们都非常希望能听听前辈的观点。
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10楼2011-08-04 16:59:45
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