蛋白質(zhì)結(jié)晶技術(shù)發(fā)展的艱難歷程

科學(xué)家們研究蛋白質(zhì)結(jié)晶技術(shù)花費(fèi)了很長(zhǎng)時(shí)間。1988年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)被授予三位德國(guó)科學(xué)家，原因是三個(gè)人通力合作，在世界上解析了一種膜蛋白——菌光合反應(yīng)中心的高分辨率三維結(jié)構(gòu)，它拉開了膜蛋白結(jié)構(gòu)生物學(xué)的序幕，在生物學(xué)界影響非常大。之后，科學(xué)家們?cè)诨蚪M學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域不斷取得新進(jìn)展，可以作為潛在靶向的蛋白質(zhì)的數(shù)量呈指數(shù)級(jí)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(guó)帝國(guó)理工學(xué)院和薩里大學(xué)的科學(xué)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(zhì)晶體的方法。但是這種方法在結(jié)晶條件成分復(fù)雜，包含高鹽，，寬泛的酸堿區(qū)間等條件下，容易造成MIPs對(duì)蛋白質(zhì)的印記作用失效?？蒲胁粩嗌钊?，技術(shù)不斷迭代，目前，應(yīng)用為廣泛的晶體制備方法當(dāng)屬規(guī)模篩選，比如高通量蛋白質(zhì)結(jié)晶篩選，即從成百上千個(gè)溶液條件中篩選出適合結(jié)晶的條件。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前的高通量蛋白質(zhì)結(jié)晶篩選的成功率僅為15.6%，嚴(yán)重制約了蛋白質(zhì)結(jié)晶技術(shù)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。缺乏、廣譜的蛋白晶體制備技術(shù)是目前結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究中的技術(shù)瓶頸。

近期，由深圳先進(jìn)技術(shù)研究院喻學(xué)鋒研究員課題組研發(fā)的一種蛋白質(zhì)結(jié)晶篩選添加劑——人工晶種混懸液打破了技術(shù)桎梏。新法的應(yīng)用，能夠讓蛋白質(zhì)晶體的結(jié)晶更簡(jiǎn)便，更科學(xué)，更完整。

蛋白結(jié)晶板使用

蛋白質(zhì)是水產(chǎn)品的主要組分,其含量測(cè)定在水產(chǎn)品加工及研究等方面應(yīng)用極為廣泛.目前,各蛋白含量快速測(cè)定方法通常是在試管中進(jìn)行反應(yīng)并應(yīng)用分光光度計(jì)測(cè)定,其操作過程較繁瑣,分析大批量樣品時(shí)效率低,上述缺點(diǎn)在高通量篩選、檢測(cè)等場(chǎng)合尤為突出.為了克服該不足,實(shí)現(xiàn)蛋白含量的快速高通量測(cè)定,本研究基于Folin-酚法,利用96孔板作為反應(yīng)器并配合比色,建立了一種蛋白含量測(cè)定的微孔板方法并評(píng)價(jià)其合理性.該法測(cè)得樣品的蛋白含量與常規(guī)法結(jié)果無顯著性差異,反應(yīng)在30-90 min顯色穩(wěn)定,標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)R2=0.9922,標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為0.07%-0.78%,檢測(cè)限為10 μg.與常規(guī)法相比,微孔板法保持了Folin-酚法的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性,同時(shí)具有通量高、節(jié)省樣品、試劑及測(cè)定時(shí)間等優(yōu)點(diǎn),在蛋白高通量快速測(cè)定方面更具優(yōu)勢(shì)。

蛋白質(zhì)晶體板結(jié)構(gòu)介紹

所示完全伸展的鏈。L.C.鮑林和R.B.科里曾由氨基酸、小肽和有關(guān)化合物晶體結(jié)構(gòu)的測(cè)定中歸納了肽鍵的鍵長(zhǎng)、鍵角等。鏈中肽鍵N-C的鍵長(zhǎng)為1.32埃，具有40%的雙鍵成分，與周圍四個(gè)鍵是共面的，且N-H和C=O具有反式構(gòu)型。

這樣的二級(jí)結(jié)構(gòu)以或大或小的含量，相當(dāng)廣泛地存在于各種球蛋白和纖維蛋白中。在功能變化多端的球蛋白分子中，結(jié)構(gòu)還有更高的層次。這兩類周期結(jié)構(gòu)并不貫穿在整個(gè)多肽鏈中，而存在于某些分段中。這樣，多肽鏈折疊成球形的三級(jí)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步?jīng)Q定其特異的功能。