Строение белка играет ключевую роль в его ферментативной активности, поскольку именно конфигурация молекулы определяет её функциональные свойства. Основные аспекты, которые нужно учитывать:

Первичная структура: Последовательность аминокислот в полипептидной цепи задаёт основу для формирования более сложных структур. Замены даже одной аминокислоты могут существенно повлиять на активность фермента.

Вторичная и третичная структура: Формирование альфа-спиралей и бета-сложных структур, а также сворачивание в уникальную трёхмерную конфигурацию критически важно для создания активного центра фермента. В активном центре находятся определённые аминокислоты, которые взаимодействуют с субстратом.

Квазиструктурные изменения: Некоторые ферменты могут испытывать конформационные изменения при связывании с субстратом, что также влияет на их активность.

Четвёртичная структура: У некоторых белков и ферментов это важный уровень организации, где несколько полипептидных цепей объединяются в функциональный комплекс. Взаимодействия между субединицами могут быть критичны для активности.

Для определения связей между структурой и функцией белков и ферментов используют различные методы:

Кристаллография рентгеновских лучей: Позволяет получить атомарную структуру белков, что даёт возможность увидеть, как они взаимодействуют с субстратами и коферментами.

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР): Используется для изучения структур белков в растворе, что позволяет исследовать динамику и взаимодействия белка с молекулами.

Крио-электронная микроскопия: Позволяет визуализировать большие белковые комплексы в их естественном состоянии при низких температурах.

Секретирование и функциональный анализ: Сравнение активности модифицированных белков (например, с заменёнными аминокислотами) помогает понять, какие части структуры критичны для их функции.

Молекулярное моделирование и симуляции: Компьютерные методы позволяют предсказывать, как изменения в структуре влияют на функции белка, а также могут быть использованы для дизайна новых ферментов.

Спектроскопические методы: Флуоресцентная спектроскопия и другие техники дают представление о взаимодействиях внутри белка и между белком и его субстратами.

Эти методы в совокупности позволяют глубже понять, как структура белков определяет их функции, и как эти знания могут быть применены для модификации белков с целью улучшения их деятельности или разработки новых терапевтических агенов.