碳水化合物和蛋白的相互作用

在自然界，碳水化合物（CHO）形成了一个重要的生物大分子家族：比如说简单的CHO或者与蛋白或者脂质共价结合的CHO。其中植物多糖里研究比较多的有纤维素、淀粉和果胶等等，这是由于它们有非常广泛的应用。在生物领域，比较有趣的是CHO的识别在蛋白和CHO相互作用中起到至关重要的作用。与CHO对接的结合蛋白包括种类复杂的大分子，这些大分子包括有识别、生物合成、修饰和水解等功能。

CHO的三级结构及复杂CHO、CHO聚合物和糖共轭物的动态特征的确定都随着其关联和相互作用的分子基础逐渐被理解，这代表了结构糖科学的主要挑战。

在CHO领域，首先确立起来的寡糖，然而不幸的是，寡糖及时形成共轭化物也仍难结晶，这也表明其X射线衍射的结构数据很少。最终，一些多糖作为生物信息可被编译的载体，是否与生物大分子产生相互作用也逐渐被理解。

对于多糖来说，它们不同于其他生物大分子。因为其衍射数据较难获取。因此，碳水化合物和碳水化合物聚合物的分子建模程序已被设计为这些化合物结构研究的重要工具。多种分子模型方法由此迅速发展并广泛的用于寡糖和多糖结构的确定。算法和计算能力的进步允许在自然环境中模拟碳水化合物，即在水、有机溶剂或浓缩溶液中溶剂化。

CHO和蛋白的相互作用在大多数的生物过程中扮演着重要的作用，例如：蛋白特异性的抗原-抗体识别、细胞-细胞粘附、酶-底物特异性以及分子转运等。多糖也是地球上可以进行生物合成和生物降解的主要原料。由于多糖和蛋白的共结晶物用XRD较难检测和识别，因此显示出了计算机模拟和计算的重要性。一些控制蛋白质-碳水化合物相互作用的一般特征已经被推导出来，计算工具也相应地发展和改进。这些工具提供了有效的方法来增加我们对结合能的不同贡献的理解。这些发展允许有效地搜索构象空间并产生结合自由能的可靠估计。它们允许在缺乏实验数据的计算机案例中进行探索，并为生物活性碳水化合物或碳水化合物模拟物的合理设计提供合理的结构信息。