蛋白質結晶技術發(fā)展的艱難歷程

科學家們研究蛋白質結晶技術花費了很長時間。1988年諾貝爾化學獎被授予三位德國科學家，原因是三個人通力合作，在世界上解析了一種膜蛋白——菌光合反應中心的高分辨率三維結構，它拉開了膜蛋白結構生物學的序幕，在生物學界影響非常大。之后，科學家們在基因組學和蛋白質組學領域不斷取得新進展，可以作為潛在靶向的蛋白質的數(shù)量呈指數(shù)級增加，然而這些方法獲得有用晶體的成功率不足20%。

2011年，英國帝國理工學院和薩里大學的科學家們使用一種“分子印跡聚合物（MIPs）”的材料，研發(fā)出了一種更有效的制造蛋白質晶體的方法。但是這種方法在結晶條件成分復雜，包含高鹽，，寬泛的酸堿區(qū)間等條件下，容易造成MIPs對蛋白質的印記作用失效。科研不斷深入，技術不斷迭代，目前，應用為廣泛的晶體制備方法當屬規(guī)模篩選，比如高通量蛋白質結晶篩選，即從成百上千個溶液條件中篩選出適合結晶的條件。據相關數(shù)據顯示，目前的高通量蛋白質結晶篩選的成功率僅為15.6%，嚴重制約了蛋白質結晶技術在結構生物學領域的應用和發(fā)展。缺乏、廣譜的蛋白晶體制備技術是目前結構生物學研究中的技術瓶頸。

近期，由深圳先進技術研究院喻學鋒研究員課題組研發(fā)的一種蛋白質結晶篩選添加劑——人工晶種混懸液打破了技術桎梏。新法的應用，能夠讓蛋白質晶體的結晶更簡便，更科學，更完整。

蛋白結晶板作用

隨著人類基因組測序計劃的完成 ,鑒定細胞內蛋白質表達,結構,功能及相互作用方式等成為后基因組時代的主要目標之一.為此 ,需要高通量的蛋白質組學研究的技術和方法.近年來出現(xiàn)的表面增強激光解吸 /電離，蛋白質芯片技術是一種操作簡單 ,方便快捷 ,樣本需要量少 ,敏感性高 ,特異性強的高通量的研究蛋白組學的方法 ,在蛋白質功能分析,標志物篩選,研發(fā)等方面具有廣泛的應用前景。

什么是結晶板

“結晶板就是表面經過uv處理保護的板材,uv漆即紫外光固化漆,也稱光引發(fā)涂料,普通木板,板等板材通過上uv漆,再經過uv光固化機干燥而形成的石材板,有亮光表面處理,色澤鮮艷,具有很強的視覺沖擊力,耐磨,抗化學性強,使用壽命長,不變色,易清理,成本較高對機械設備和工藝技術要求高。

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蛋白結晶板

形核劑的添加使蛋白質晶體異相形核,相較于均相形核其需要克服的阻力小,形核勢壘低.因而形核劑的使用對于難結晶蛋白或者起始濃度過低的蛋白質結晶具有重要意義.隨著結構生物學的發(fā)展,形核劑在蛋白質結晶中的研究仍是結晶方法學領域的熱點問題.多孔微球對蛋白質分子的吸附作用有利于無序蛋白質分子團簇的形成,進而促進蛋白質形核.添加多孔微球不但可以增加結晶條件篩選數(shù),也可以提高晶體質量.促進蛋白質分子有序排列的形核劑籽晶的使用,使晶體的形核生長過程始終處于結晶體系溶液濃度較低的狀態(tài),而交聯(lián)的籽晶因為穩(wěn)定性更高而更有應用前景.新型交互擴散結晶板中。