“我们建议，IDP可以作为酶和蛋白质的冷冻/冻干保护剂广泛使用，包括在生物疗法中。”
生物信息学技术已被开发应用于根据某种蛋白质的氨基酸结构，预测其是否具有固有无序性，但仍需要有分析方法才能确认没有三级结构存在。NMR是鉴别IDP的最佳方法之一。
近年来，研究发现了一类在生理条件下不具有特定折叠结构的生物蛋白，称为固有无序蛋白（IDP）。科学家们现在正在努力了解什么是IDP，它们有何作用，以及如何利用其特性。
IDP是一类在生物条件下没有三级结构，二级结构也很少的柔性蛋白质。IDP含有大量促进紊乱的氨基酸，如亲水性和带电氨基酸，像是丙氨酸、精氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、丝氨酸、脯氨酸、谷氨酸和赖氨酸。因此，IDP通常具有亲水性和带电性，与结构蛋白相比具有不同的功能特性。
NMR是识别和表征IDP的常用方法，这是因为它可以在生理条件下进行，并提供IDP的残余结构、功能和动力学信息。
IDP的NMR质谱具有各种性能特点。IDP的多肽链在多种构象之间迅速转换，导致 1H NMR质谱的分散性较差，信号在8.0-8.5 ppm区域附近聚集。相比之下，结构蛋白的1H波谱显示出更高的分散性，化学位移介于6.50-10.0 ppm之间。
比较1H波谱中化学位移的分散性，可以很容易地确定蛋白质是否具有无序性。分配共振需要多维NMR，研究人员在研究IDP时通常要获得二维异核单量子相干（HSQC）谱。
IDP是否具有低温保护特性？
一些科学家猜测很多IDP可能具有低温保护特性。一组来自日本的研究人员最近在International Journal of Molecular Science（国际分子科学杂志）上发表了一篇文章，概述了他们试图验证这一假设是否正确的努力。
研究人员利用生物信息学从人类基因组数据库中识别出潜在的IDP。然后，他们随机选择了六个可能的IDP并对其进行表达。他们使用 1H-15N NMR来确认所表达的蛋白质是否无序，然后再研究它们的冷冻保护和冻干特性。
研究小组通过使用布鲁克Avance III 600 MHz 核磁共振波谱仪，获得了潜在IDP的HSCQ谱。他们得到的波谱证实，所预测的6个IDP中有5个显示出特征性的1H化学位移聚集，介于7.6-8.6 ppm之间，表明了它们的无序性。
当研究人员调查5种已确认的IDP的性质时，发现它们都具有低温保护特性，尽管其氨基酸序列并不相关。
与其它冷冻保护剂蛋白质相比，来自人类基因组序列的冷冻保护剂蛋白质具有显著的优势，因为它们不会引起免疫反应，这意味着它们适合于药用。
还有更多的IDP有待确定或进行充分研究。NMR很可能延续其在研究NMR方面发挥的中心作用，以便我们充分利用它们的特性。
参考文献：
Matsuo N, et al. Discovery of Cryoprotective Activity in Human Genome-Derived Intrinsically Disordered Proteins. International Journal of Molecular Sciences, 2018. DOI: 10.3390/ijms19020401.
