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(gè)分支：折疊過(guò)程與機(jī)理的研究、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)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(jī)理的研究依賴(lài)于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析技術(shù)和變性復(fù)性實(shí)驗(yàn)?，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(gè)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(guò)程。在這一過(guò)程中，除了二硫鍵之外，主要是氫鍵等一些非共價(jià)鍵的斷裂和形成。近年來(lái)，許多實(shí)驗(yàn)手段被用來(lái)研究蛋白質(zhì)的折疊過(guò)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(dòng)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(kù)，為系統(tǒng)研究蛋白折疊規(guī)律提供了新的機(jī)遇。

揭示蛋白折疊機(jī)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(shí)踐意義。在揭示生物大分子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)和工業(yè)用酶、農(nóng)藥醫(yī)藥的合理化設(shè)計(jì)方面都有重要的應(yīng)用價(jià)值。

我們通常把蛋白結(jié)構(gòu)分為四類(lèi)：一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)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(lèi)體系主要有兩個(gè)：SCOP和CATH。

兩態(tài)折疊蛋白與多態(tài)折疊蛋白的兩個(gè)代表性的結(jié)構(gòu)

作為折疊過(guò)程的起點(diǎn)，蛋白質(zhì)序列的屬性原則上決定了蛋白折疊的動(dòng)力學(xué)。

蛋白折疊過(guò)程模擬：通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬蛋白從無(wú)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(guò)程，既可以檢驗(yàn)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(jì)，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(cè)：作為蛋白折疊過(guò)程的終點(diǎn)，蛋白質(zhì)天然結(jié)構(gòu)的最直接預(yù)測(cè)方法就是蛋白折疊過(guò)程模擬。但受限于當(dāng)前的計(jì)算能力，太大的蛋白則需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則來(lái)預(yù)測(cè)蛋白結(jié)構(gòu)。

此外，對(duì)于蛋白折疊過(guò)程相關(guān)參數(shù)及結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的預(yù)測(cè)，有助于蛋白折疊速率及結(jié)構(gòu)形成機(jī)制的研究。