先進(jìn)院新技術(shù)提升蛋白質(zhì)結(jié)晶成功率

100多年前，吉布斯等人提出“經(jīng)典成核理論”，結(jié)晶過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程的基礎(chǔ)。在液滴內(nèi)從無序到有序結(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，因?yàn)楦叨鹊臉?gòu)象靈活性，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。

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，立即使溶液達(dá)到一個(gè)高過飽和狀態(tài)。幸運(yùn)的話，不需進(jìn)一步處理即可在過飽和溶液中逐漸長出晶體。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（1991，1992），其微分批方法中，他們在1-2μl包含蛋白質(zhì)和沉淀劑的液滴中生長晶體。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)。

蛋白結(jié)晶板技術(shù)

提出來的一項(xiàng)新型的分析技術(shù),是當(dāng)前分析科學(xué)活躍的發(fā)展領(lǐng)域之一,代表了新世紀(jì)分析儀器的發(fā)展方向。微流控芯片的發(fā)展有賴于不斷出現(xiàn)的微機(jī)電加工技術(shù),微流控芯片的結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜,功能也越來越多樣化,由此,研究和探索簡便的加工技術(shù)成為微流控技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要組成部分,本的研究工作將圍繞著微流控蛋白質(zhì)結(jié)晶芯片不同材料的性能與功能要求來進(jìn)行相關(guān)加工技術(shù)的探討。 蛋白質(zhì)結(jié)晶微流控芯片是一種用于蛋白質(zhì)結(jié)品條件高通量、快速篩選的新設(shè)備,對(duì)于結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展具有重要意義,是目前研究的熱點(diǎn)。本根據(jù)蛋白質(zhì)結(jié)晶系統(tǒng)的要求,設(shè)計(jì)了具有雙層結(jié)構(gòu)的微流控芯片。