Rakennebiologia on molekyylibiologian haara, jossa tutkitaan biologistenmakromolekyylien kutenproteiinien janukleiinihappojenrakennetta.
Proteiinien rakenteen tunteminen auttaa ymmärtämään niiden toimintaa. Esimerkiksientsyymien toiminta perustuu pitkälti niidenaktiivisen keskuksen atomitason rakenteeseen.Solunsignalointitiet perustuvat usein erilaisiin molekyylien muodonmuutoksiin, jolloin molekyylien rakenteita tutkimalla voidaan ymmärtää signalointiteiden toimintaa. Rakennetutkimuksella voidaan myös selvittää, mihin kohtaan proteiinia on kiinnittyneenäligandeja,metalli-ioneja ym.
Kun tiedetään molekyylin rakenne, voidaan suunnitella lääkettä, joka kiinnittyy molekyyliin. EsimerkiksiAIDS-lääkkeiden kehittelyä suunnataanHIV-proteaasiin, jonka rakenteesta yritetään löytää sopivia kohteita lääkemolekyyleille.
Rakennetutkimusta voidaan käyttää myös selvittämään, minkä takia jokin mutaatio vaikuttaa proteiinin toimintaan. Mikäli mutaatio on proteiinin rakenteen olennaisessa kohdassa, kuten entsyymin aktiivisessa keskuksessa, se vaikuttaa todennäköisesti proteiinin toimintaan.
Proteiinit ovat liian pieniä, jotta niiden yksityiskohtainen rakenne voitaisiin selvittäävalomikroskoopilla.Elektronimikroskoopeilla sen sijaan pystytään näkemään jonkin verran proteiinien kolmiulotteista rakennetta. Yksityiskohtaisempaa atomitason rakennetta voidaan selvittääröntgenkristallografialla taiNMR:llä.
Proteiinin rakennetta voidaan selvittää myös jo tutkittuihin sukulaisproteiineihin vertaamalla. Menetelmää kutsutaanhomologiseksi mallinnukseksi. Tunnettujen proteiinien rakenteeseen muutetaan niitä kohtia, jotka ovat erilaisia tutkittavassa proteiinissa.
Uusi menetelmä on myösthreading ("pujottelu", ei virallista suomennosta), jossa proteiinin rakenne yritetään ratkaista tietokoneella pelkästäänaminohappojärjestyksen perusteella.