意義重大的蛋白質(zhì)結晶

對“靜止”的蛋白質(zhì)進行觀察，很多“疑難雜癥”都能浮出水面，蛋白質(zhì)晶體對于生命科學的研究具有重大意義。以今年年初爆發(fā)的新型冠狀病毒（2019-nCoV）為例，我國科學家就是利用病毒的水解酶與的復合物晶體成功解析了原子結構，可為抗病毒的快速篩選和研發(fā)提供有力的工具。截止2020年1月1日，蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫收錄了超過16萬個蛋白質(zhì)晶體的原子結構信息，已經(jīng)滲透到了眾多領域，如藥學，醫(yī)學，農(nóng)業(yè)，材料學等。目前，有9位科學家因解析蛋白質(zhì)的晶體結構而獲得諾貝爾獎。然而，讓蛋白質(zhì)結晶可不是一件容易的事情。在科學界，蛋白質(zhì)晶體的生長常常被認為是“藝術”遠多于“科學”，甚至有許多科學家為了晶體更好地結晶，開始有些“小”：比如把做好的結晶板放在車上開出去幾個小時，或是在晶體實驗柜門上貼了兩只大恐龍貼紙……其實，這些“小”都反映出：蛋白質(zhì)晶體的結晶過程受到很多因素的影響，能夠有一顆完整的結晶是一件很困難的事情。想要獲得足夠質(zhì)量的晶體，尤其對新穎的、表征不佳的基因產(chǎn)物來說，通常是新結構測定項目中困難也是耗時的步驟。

蛋白結晶板作用

蛋白質(zhì)作為生命活動的載體,研究其分子結構及發(fā)揮生物活性的機制具有重要意義.結晶作為研究生物大分子結構及功能的重要手段,近年來發(fā)展迅速.介紹影響蛋白質(zhì)結晶的因素、目前常用的蛋白質(zhì)結晶方法以及提高蛋白質(zhì)結晶條件篩選率和衍射質(zhì)量的新技術和新策略,這對蛋白質(zhì)結晶的研究有一定的推動作用。

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蛋白結晶板

形核劑的添加使蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)結晶中的研究仍是結晶方法學領域的熱點問題.多孔微球?qū)Φ鞍踪|(zhì)分子的吸附作用有利于無序蛋白質(zhì)分子團簇的形成,進而促進蛋白質(zhì)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(zhì)量.促進蛋白質(zhì)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。

蛋白質(zhì)晶體板

進而進行衍射得到蛋白質(zhì)結構相關信息.蛋白質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)結晶中的研究仍是結晶方法學領域的熱點問題。