蛋白質(zhì)作為一種生物大分子，是生物體的基本構(gòu)成要素。蛋白質(zhì)折疊是當(dāng)今分子生物學(xué)的核心研究領(lǐng)域之一，它主要包括三個分支：折疊過程與機理的研究、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和折疊機理的研究依賴于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析技術(shù)和變性復(fù)性實驗?，F(xiàn)在常用的蛋白質(zhì)解析技術(shù)主要有兩種：X 射線晶體衍射和核磁共振。
蛋白質(zhì)的折疊是指一個蛋白質(zhì)從它的變性狀態(tài)轉(zhuǎn)變到它的特定的生物學(xué)天然構(gòu)象的過程。在這一過程中，除了二硫鍵之外，主要是氫鍵等一些非共價鍵的斷裂和形成。近年來，許多實驗手段被用來研究蛋白質(zhì)的折疊過程，比如，各種光譜技術(shù)、質(zhì)譜和核磁共振等。迄今，已積累了相當(dāng)可觀的動力學(xué)數(shù)據(jù)并出現(xiàn)了相應(yīng)的蛋白質(zhì)折疊數(shù)據(jù)庫，為系統(tǒng)研究蛋白折疊規(guī)律提供了新的機遇。
揭示蛋白折疊機理是分子生物學(xué)領(lǐng)域的一大挑戰(zhàn)，具有重要的理論和實踐意義。在揭示生物大分子的運動規(guī)律，及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測和工業(yè)用酶、農(nóng)藥醫(yī)藥的合理化設(shè)計方面都有重要的應(yīng)用價值。
蛋白結(jié)構(gòu)分類
我們通常把蛋白結(jié)構(gòu)分為四類：一級結(jié)構(gòu)、二級結(jié)構(gòu)、三級結(jié)構(gòu)和四級結(jié)構(gòu)。從氨基酸到多肽，經(jīng)折疊形成三維空間結(jié)構(gòu)，從而發(fā)揮蛋白功能。目前，常用的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)分類體系主要有兩個：SCOP和CATH。
蛋白折疊機理研究
蛋白的折疊行為可以粗略地分成兩類：兩態(tài)折疊動力學(xué)和多態(tài)折疊動學(xué)。
兩態(tài)折疊蛋白與多態(tài)折疊蛋白的兩個代表性的結(jié)構(gòu)
對蛋白質(zhì)折疊機理的認識大體經(jīng)歷了以下幾個階段：早期的（從一端開始的）“折疊核”模型，到層次折疊（碰撞擴散）模型，再到“折疊核凝縮”模型等。但關(guān)于蛋白折疊機理，目前學(xué)界尚未形成統(tǒng)一的認識。一個簡單的模型或許不足以描述所有蛋白的折疊過程，蛋白折疊過程受多種因素影響。蛋白折疊類型的決定因素
蛋白質(zhì)的氨基酸組成和基于長程作用的三級結(jié)構(gòu)拓撲復(fù)雜性，是蛋白質(zhì)折疊類型的主要決定因素。當(dāng)前的發(fā)現(xiàn)主要是基于對蛋白序列和天然結(jié)構(gòu)（即蛋白的靜態(tài)屬性）的研究，要揭示蛋白折疊過程的細節(jié)，還依賴于對折疊中間體和過渡態(tài)結(jié)構(gòu)的研究。蛋白折疊預(yù)測
作為折疊過程的起點，蛋白質(zhì)序列的屬性原則上決定了蛋白折疊的動力學(xué)。
蛋白折疊過程模擬：通過計算機模擬蛋白從無結(jié)構(gòu)的伸展?fàn)顟B(tài)到有結(jié)構(gòu)的天然構(gòu)象的折疊過程，既可以檢驗蛋白質(zhì)折疊理論，也可以輔助蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計，是蛋白折疊研究領(lǐng)域不可或缺的手段。
蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測：作為蛋白折疊過程的終點，蛋白質(zhì)天然結(jié)構(gòu)的最直接預(yù)測方法就是蛋白折疊過程模擬。但受限于當(dāng)前的計算能力，太大的蛋白則需要根據(jù)經(jīng)驗規(guī)則來預(yù)測蛋白結(jié)構(gòu)。
此外，對于蛋白折疊過程相關(guān)參數(shù)及結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的預(yù)測，有助于蛋白折疊速率及結(jié)構(gòu)形成機制的研究。
目前，蛋白折疊仍是一個十分活躍的研究領(lǐng)域。蛋白折疊與蛋白相互作用的偶聯(lián)，與系統(tǒng)生物學(xué)研究的融合及理論在蛋白折疊和結(jié)構(gòu)預(yù)測中的應(yīng)用等，這些都是人們致力攻克的研究。重組蛋白表達平臺
