新技術提升蛋白質結晶成功率

超構材料21世紀初被提出，截至目前它仍然是非?；钴S的前沿領域。其中的微結構，大小尺度與它作用的蛋白質尺寸相當，因此得以對蛋白質的結晶過程施加干預，對蛋白質的聚集態(tài)形成起到促進作用，從而降低了兩步成核中的步能壘。其次，通過材料本體結構的晶格對聚集態(tài)蛋白質分子進行引導排列，促進蛋白質分子的有序排列和晶核形成，從而降低了兩步成核中的第二步能壘。

盡管通過實驗和理論證明了超構材料在蛋白質結晶方面的巨大潛力，但要充分發(fā)揮其優(yōu)勢則必須兼容當前蛋白質結晶通過的高通量篩選系統(tǒng)。目前國際上普遍采用液體處理機器人來進行高通量結晶篩選，蛋白質晶體培養(yǎng)板公司，篩選一個結晶條件的蛋白樣品消耗體積為納升級別。因此，如何快速，蛋白質晶體培養(yǎng)板多少錢，穩(wěn)定地將成核劑添加到高通量系統(tǒng)的同時，又不對結晶系統(tǒng)造成大的影響成為急需解決的問題。

隨后通過優(yōu)化生產和制備工藝，蛋白質晶體培養(yǎng)板，考察了各生產因素對成核劑尺寸和穩(wěn)定性的影響，確定了適合高通量蛋白質結晶篩選的成核劑混懸劑的制備工藝流程。這是一種含有具有表面超結構的有機無機復合材料，其尺寸分布在幾百納米到幾微米之間。該產品的組成為材料顆粒與水溶液的混懸液。在蛋白質結晶篩選實驗中，使用該產品有助于提高蛋白質結晶篩選的成功率，包括改善晶體的分辨率和篩選新的結晶條件，蛋白質晶體培養(yǎng)板價格，使不結晶或難結晶的蛋白質成功結晶，展現(xiàn)了巨大的應用潛力，使用該成核劑已經(jīng)成功結晶和解析十多個蛋白質晶體結構。

此外，針對能夠結晶的蛋白質分子，成核劑混懸液在篩選新的結晶條件，提升結晶的分辨率方面同樣有效。目前，先進院已經(jīng)與國內超過18個實驗室開展了合作，助力我國的生命科學和生物研究。

蛋白質晶體板

進而進行衍射得到蛋白質結構相關信息.蛋白質結晶需要經(jīng)歷從未飽和區(qū)經(jīng)亞穩(wěn)區(qū)至形核區(qū)的形核過程以及從形核區(qū)到亞穩(wěn)區(qū)的生長成熟過程.在整個蛋白質結晶過程中，形核過程是至關重要的一步，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。

蛋白質晶體板結構

多肽分子中前一個殘基中羰基碳原子與后一個殘基中的氨基氮原子之間形成一個肽鏈。多肽分子以氨基端為頭，而以羧基端為尾。組成蛋白質分子的α-氨基酸都是L-異構體，其構型見圖2。圖2每個氨基酸或其殘基中羧酸根α位上的碳原子 Cα直接與氫原子、氨基和側鏈R基相連。在L-異構體中，從Cα向R 看 時，按順時針順序排列是H、NH幦和COO。存在于蛋白質分子中的20種氨基酸各以其側鏈R基而相區(qū)別。

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