只要给出所有残基之间的距离,就可以利用距离几何或分子动力学方法构建蛋白质的 维结构,这是核磁共振NMR测定分子三维结构的一般方法。那么,就蛋白质结构而言,是 否能够得到残基之间的距离呢?显然,根据残基间氢键模式可以确定一部分螺旋和折叠的距 离。因此成功的二级结构预测预示着可以得到一部分残基间的距离。然而需要注意的是这些 距离仅仅是短程距离,是关于序列中相邻残基间的距离。若用距离几何的方法推测三维结构, 还进一步得到关于长程距离的信息。目前预测长程距离的方法还比较少,有两个问题是这类 方法所关心的重点,一是这些方法平均预测准确率是多少,二是是否所有主要的距离都被预 测出来了 93RNA二级结构的预测 就核酸分子结构而言,DNA具有双螺旋结构,而RNA是单链结构。单链RNA的三维 结构是由它的核苷酸序列决定的,这与蛋白质的结构由蛋白质的序列决定相类似。但是, RNA的结构并没有蛋白质的结构那么复杂。 RNA的结构可以分为三个层次,即一级结构、二级结构和空间结构。一级结构就是RNA 的序列。二级结构是通过碱基互补配对而形成的,碱基对之间的氢键以及它们形成的螺旋堆 积力起着稳定结构的作用,降低自由能。RNA的二级结构单元与蛋白质的二级结构单元很 不一样。但在单链RNA中,由于配对的碱基出现在单个RNA分子中,因此就会形成碱基 配对的茎区( (stem region)在RNA链中,为了形成这种碱基配对,需要反转链的方向,于是 在反转处就会形成一个发夹环。如果RNA链上有很少的碱基没有相对应的互补碱基,那么 就会形成一个小的突出部分或者形成一个较大的环状区(loop),即内环或者膨胀环。发夹 环一般位于茎的末端,而内环或膨胀环使茎中断。图76是一个RNA的二级结构示意图, 其中包括茎、发夹环、内环、膨胀环连续碱基配对等。 当RNA分子折叠时,有些碱基相互配对,形成螺旋区域或茎,这部分碱基具有负的自 由能;而其它非互补的碱基处于自由态,形成单链或环,这部分碱基的自由能为正值。环区 的存在使RNA分子的自由能升高,结构的稳定性减弱。因此,预测RNA二级结构的一种 直接的方法是寻找最大数目的碱基配对。 通过确定常见RNA二级结构单元的位置,我们能够比较好地预测出RNA的结构。但 是,伪结( pseudo kno)是RNA二级结构预测中最难预测的一种二级结构。在形成伪结的地只要给出所有残基之间的距离，就可以利用距离几何或分子动力学方法构建蛋白质的三 维结构，这是核磁共振 NMR 测定分子三维结构的一般方法。那么，就蛋白质结构而言，是 否能够得到残基之间的距离呢？显然，根据残基间氢键模式可以确定一部分螺旋和折叠的距 离。因此成功的二级结构预测预示着可以得到一部分残基间的距离。然而需要注意的是这些 距离仅仅是短程距离，是关于序列中相邻残基间的距离。若用距离几何的方法推测三维结构， 还进一步得到关于长程距离的信息。目前预测长程距离的方法还比较少，有两个问题是这类 方法所关心的重点，一是这些方法平均预测准确率是多少，二是是否所有主要的距离都被预 测出来了。 9.3 RNA 二级结构的预测 就核酸分子结构而言，DNA 具有双螺旋结构，而 RNA 是单链结构。单链 RNA 的三维 结构是由它的核苷酸序列决定的，这与蛋白质的结构由蛋白质的序列决定相类似。但是， RNA 的结构并没有蛋白质的结构那么复杂。 RNA 的结构可以分为三个层次，即一级结构、二级结构和空间结构。一级结构就是 RNA 的序列。二级结构是通过碱基互补配对而形成的，碱基对之间的氢键以及它们形成的螺旋堆 积力起着稳定结构的作用，降低自由能。RNA 的二级结构单元与蛋白质的二级结构单元很 不一样。但在单链 RNA 中，由于配对的碱基出现在单个 RNA 分子中，因此就会形成碱基 配对的茎区(stem region)。在 RNA 链中，为了形成这种碱基配对，需要反转链的方向，于是 在反转处就会形成一个发夹环。如果 RNA 链上有很少的碱基没有相对应的互补碱基，那么 就会形成一个小的突出部分或者形成一个较大的环状区（loop），即内环或者膨胀环。发夹 环一般位于茎的末端，而内环或膨胀环使茎中断。图 7.6 是一个 RNA 的二级结构示意图， 其中包括茎、发夹环、内环、膨胀环连续碱基配对等。 当 RNA 分子折叠时，有些碱基相互配对，形成螺旋区域或茎，这部分碱基具有负的自 由能；而其它非互补的碱基处于自由态，形成单链或环，这部分碱基的自由能为正值。环区 的存在使 RNA 分子的自由能升高，结构的稳定性减弱。因此，预测 RNA 二级结构的一种 直接的方法是寻找最大数目的碱基配对。 通过确定常见 RNA 二级结构单元的位置，我们能够比较好地预测出 RNA 的结构。但 是，伪结(pseudo knot)是 RNA 二级结构预测中最难预测的一种二级结构。在形成伪结的地