膜蛋白高分辨率结构的比较分析：解锁结构奥秘，推动膜蛋白研究新进展

为研究膜蛋白结构，研究人员对 mpstruc、OPM、SCOP 和 PDBTM 数据库中截至 2024 年 11 月 20 日的 13956 个膜蛋白结构进行分析。对比了 X 射线衍射和冷冻电镜等解析方法，发现冷冻电镜成主导，X 射线衍射分辨率随蛋白大小变化，研究结果为膜蛋白结构研究提供重要参考。

　　本文对截至 2024 年 11 月 20 日，存在于最常用数据库 mpstruc、膜蛋白取向数据库（OPM）、蛋白质结构分类数据库（SCOP）和跨膜蛋白数据库（PDBTM）中的所有膜蛋白结构进行统计分析和比较，目前结构总数达到 13956 个。研究人员评估了由结构推导的膜蛋白分辨率与其大小相关物理特征（如分子量、半径和亲水部分大小）之间的依赖关系。基于所得依赖关系，对比了 X 射线衍射（XRD）和冷冻电镜（cryo-EM）的结构解析方法，还比较了表面结晶（in surfo）和中间相结晶（in meso）这两种蛋白质结晶方法。研究人员也考察了不同方法获得的膜蛋白结构数量随时间的变化，以分析结构生物学的发展趋势。2024 年，冷冻电镜成为主导方法，近一半已解析的结构由其贡献，占总数的 49.6%。研究结果表明，通过蛋白质晶体的 X 射线衍射获得的结构分辨率，平均而言，会随蛋白质大小增加而变差；而近年来备受欢迎的冷冻电镜则不存在这种趋势，但其平均分辨率更差。研究还显示，对于两种最常见的膜蛋白结晶方法 —— 脂质立方相结晶（in meso）和去污剂胶束结晶（in surfo），分辨率对蛋白质大小的依赖特性在误差范围内是相同的。因此，从统计学角度看，这两种方法在获得更高分辨率方面，都不能被先验地认为更具优势。