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，蛋白質(zhì)結(jié)晶板公司，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，蛋白質(zhì)結(jié)晶板多少錢，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。

蛋白質(zhì)晶體板

研究蛋白質(zhì)晶體板結(jié)構(gòu)的物理化學(xué)分支學(xué)科。蛋白質(zhì)分子是由上百或更多的α-氨基酸作為單體縮合而成的多肽（見(jiàn)肽）鏈構(gòu)成的。能構(gòu)成蛋白質(zhì)中多肽鏈的α-氨基酸總共有 20種L－氨基酸。

甘氨酸的R基為一個(gè)氫原子，而其他氨基酸的R基分別為脂肪側(cè)鏈、帶羥基的脂肪側(cè)鏈、帶芳香環(huán)的側(cè)鏈、堿性側(cè)鏈、帶羧酸基的側(cè)鏈、帶酰胺基的側(cè)鏈和含硫側(cè)鏈等。脯氨酸的側(cè)鏈?zhǔn)且粋€(gè)丙二基(-CH2-CH2-CH2-)，一端與Cα相連，另一端則與脯氨酸中氨基的氮原子相連，形成一個(gè)五元環(huán)，上海蛋白質(zhì)結(jié)晶板，并使其中氨基成為一個(gè)仲氨基，蛋白質(zhì)結(jié)晶板哪家好，而在其他氨基酸中都是伯氨基。這樣，脯氨酸縮合到多肽中后所得殘基在氮原子上已無(wú)氫原子

蛋白質(zhì)晶體板是什么

蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)，對(duì)蛋白質(zhì)晶體用X射線衍射法解出蛋白質(zhì)分子中各原子排列的三維結(jié)構(gòu)。在晶體中各蛋白質(zhì)分子以有序的晶胞形式重復(fù)排列，其形成受蛋白質(zhì)的純度和濃度、pH值、溫度、沉淀劑等影響。由于遺傳工程、同步輻射裝置、探測(cè)和分析技術(shù)、結(jié)晶自動(dòng)化等技術(shù)的飛躍進(jìn)步，已獲得的蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)從“蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)”中僅有的7個(gè)增加到。為結(jié)構(gòu)生物學(xué)的主要研究對(duì)象，對(duì)了解生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的各種生物學(xué)功能、外界各種因子對(duì)細(xì)胞的作用、分子設(shè)計(jì)等方面提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

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