意義重大的蛋白質結晶

對“靜止”的蛋白質進行觀察，很多“疑難雜癥”都能浮出水面，蛋白質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，蛋白質數(shù)據(jù)庫收錄了超過16萬個蛋白質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的晶體結構而獲得諾貝爾獎。然而，讓蛋白質結晶可不是一件容易的事情。在科學界，蛋白質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。

蛋白結晶板方法

用于人工和高通量蛋白晶體生長以及其他生物或有機晶體生長的設備和方法.一微孔板包含多個單元格,以及一限定微孔板中單元格的邊框.在每個單元格中至少存在一個上部開口的孔.單元格中的每個孔底部可以封閉,或者其底部是開口的,但孔底部由一獨立部件封閉,其可以為獨立的膜或板(例如塑料,玻璃或金屬)或一模制部件。

傳統(tǒng)結晶板蛋白質晶體板比較

在20℃時雖然微流控芯片上的結晶條件數(shù)少于24孔結晶板(67 vs 94),但主要是嗜熱菌蛋白酶的結晶條件數(shù)顯著減少,其他4種蛋白在兩種方法上均有相近的結晶條件數(shù),表明微流控芯片能以接近24孔結晶板的效率進行蛋白質結晶篩選.但是,在4℃時微流控芯片與24孔結晶板有60%的結晶條件不同,20℃時有90%的結晶條件不同,這表明目前的這種微流控芯片還不能直接代替?zhèn)鹘y(tǒng)的24孔結晶板,它可以作為蛋白質結晶篩選時的一種補充方式。

蛋白結晶板過程

概括了蛋白質結晶的基本過程,闡述了蛋白質結晶的早期發(fā)展歷程,重點介紹了蛋白質結晶的近期研究狀況,主要包括:形核機理的研究,結晶條件的篩選和結晶技術的優(yōu)化以及基于結構的設計技術.特別是對離子液體在蛋白質結晶過程中的應用及發(fā)展前景進行了討論，

論述了國內外生物大分子(蛋白質,酶等)沉淀結晶的研究現(xiàn)狀和進展,著重從結晶熱力學,粒子聚集,結晶的成核與晶體生長,以及場的作用等方面闡述了蛋白質沉淀結晶過程的特定現(xiàn)象與可能的結晶機理,對蛋白質的沉淀結晶過程作了的描述,并提出未來研究方向,為蛋白質結構分析,新藥設計,生化研究以及工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的基礎。