蛋白質(zhì)結(jié)晶方法

結(jié)晶方法(Crystallization Techniques)1.1.1 分批結(jié)晶(Batch Crystallization) 這是老的簡(jiǎn)單的結(jié)晶方法，其原理是同步地在蛋白質(zhì)溶液中加入沉淀劑，蛋白質(zhì)結(jié)晶板價(jià)格，立即使溶液達(dá)到一個(gè)高過(guò)飽和狀態(tài)。幸運(yùn)的話，不需進(jìn)一步處理即可在過(guò)飽和溶液中逐漸長(zhǎng)出晶體。一個(gè)用于微分批結(jié)晶的自動(dòng)化系統(tǒng)已被Chayen等人設(shè)計(jì)出（1991，蛋白質(zhì)結(jié)晶板哪家好，1992），其微分批方法中，他們?cè)?-2μl包含蛋白質(zhì)和沉淀劑的液滴中生長(zhǎng)晶體。液滴被懸浮在油（如石蠟）中，油的作用是作為封層以防止蒸發(fā)，它并不干擾普通沉淀劑，但是干擾能溶解油的(Chayen， 1997; see also Chayen， 1998)。

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因而形核劑的使用對(duì)于難結(jié)晶蛋白或者起始濃度過(guò)低的蛋白質(zhì)結(jié)晶具有重要意義.隨著結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展，形核劑在蛋白質(zhì)結(jié)晶中的研究仍是結(jié)晶方法學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題.多孔微球?qū)Φ鞍踪|(zhì)分子的吸附作用有利于無(wú)序蛋白質(zhì)分子團(tuán)簇的形成，進(jìn)而促進(jìn)蛋白質(zhì)形核.添加多孔微球不但可以增加結(jié)晶條件篩選數(shù)。

綜述了雜質(zhì)對(duì)蛋白質(zhì)晶體生長(zhǎng)影響研究領(lǐng)域的進(jìn)展情況， 對(duì)可能的雜質(zhì)來(lái)源以及雜質(zhì)對(duì)結(jié)晶過(guò)程的影響進(jìn)行了介紹，重點(diǎn)介紹了和結(jié)晶蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)相似的雜質(zhì)分子的影響， 包括晶體成核、生長(zhǎng)形態(tài)、表面形貌、生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)、質(zhì)量等，以及雜質(zhì)在晶體中的重新分配。

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100多年前，吉布斯等人提出“經(jīng)典成核理論”，結(jié)晶過(guò)程是一些分子或原子偶然聚集在一起，碰巧以結(jié)晶形式排列，然后其他分子（原子）逐個(gè)附著，形成更大的結(jié)晶相，該結(jié)論得到了學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)可。

然而，經(jīng)典成核理論也有諸多缺點(diǎn)，它表明蛋白質(zhì)晶體的成核并不是沿著經(jīng)典路線而是更復(fù)雜的路線進(jìn)行的，即兩步法成核理論。步是形成足夠尺寸的溶質(zhì)分子團(tuán)簇，第二步是團(tuán)簇重新排列形成有序結(jié)構(gòu)。目前的實(shí)驗(yàn)和理論研究，證明了兩步法成核理論不僅可以應(yīng)用到生物大分子（如蛋白質(zhì)）上還用到了有機(jī)小分子上，表明這一機(jī)理或許會(huì)成為大部分溶液析晶過(guò)程的基礎(chǔ)。在液滴內(nèi)從無(wú)序到有序結(jié)構(gòu)團(tuán)簇的形成，也就是第二步，決定晶體成核速率，由于這一步中分子復(fù)雜性增加，成核的時(shí)間變長(zhǎng)，因?yàn)楦叨鹊臉?gòu)象靈活性，蛋白質(zhì)結(jié)晶板公司，更復(fù)雜的分子形成佳晶格結(jié)構(gòu)會(huì)更困難。傳統(tǒng)的成核劑材料，如礦物晶體、石墨烯、多孔材料如多孔硅等都曾作為成核劑用于蛋白質(zhì)結(jié)晶實(shí)驗(yàn)中，這些成核劑的設(shè)計(jì)主要依賴于經(jīng)典的成核理論，無(wú)法適用于構(gòu)象靈活性強(qiáng)的絕大多數(shù)蛋白質(zhì)分子。針對(duì)這一難題，材料界面中心和武漢先進(jìn)院團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)不斷的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，終將成核劑材料設(shè)計(jì)為具有超構(gòu)表面的材料。

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