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)花費了很長時間。1988年諾貝爾化學(xué)獎被授予三位德國科學(xué)家，原因是三個人通力合作，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)家們在基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域不斷取得新進展，可以作為潛在靶向的蛋白質(zhì)的數(shù)量呈指數(shù)級增加，然而這些方法獲得有用晶體的成功率不足20%。

2011年，英國帝國理工學(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，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對蛋白質(zhì)的印記作用失效。科研不斷深入，技術(shù)不斷迭代，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)晶更簡便，更科學(xué)，更完整。

蛋白質(zhì)結(jié)晶原理

蛋白質(zhì)的X射線結(jié)構(gòu)分析首先要獲得合適的單晶。蛋白質(zhì)結(jié)晶學(xué)尚未發(fā)展成熟，盡管很受人親睞，特別是受航天飛機中微重力實驗 的激發(fā)。蛋白質(zhì)結(jié)晶是一個反復(fù)試驗的過程，蛋白質(zhì)逐漸會從溶液中析出，雜質(zhì)、晶核及其他未知因素對此過程有所影響。通常，蛋白質(zhì)越純，生長晶體幾率越大。蛋白質(zhì)結(jié)晶學(xué)者對蛋白質(zhì)的純度要求要嚴(yán)于生化學(xué)家的要求，后者往往在酶催化活性足夠高時就很滿意。另一方面，為了使蛋白質(zhì)結(jié)晶，不僅要加其他成分，所有蛋白質(zhì)分子的表面性質(zhì)也必須是相同的，特別是表面的電荷分布，因為它影響晶體內(nèi)分子的聚集。質(zhì)譜是蛋白質(zhì)結(jié)晶中的一種有效工具，例如檢測重組蛋白的表達、樣品純度、重原子衍生物及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的特性。

蛋白結(jié)晶板產(chǎn)品介紹

在基因組、蛋白質(zhì)組、納米技術(shù)中，結(jié)晶學(xué)是一門關(guān)鍵的科學(xué)。在這些研究領(lǐng)域中，通過X射線進行單晶結(jié)構(gòu)分析來探測分子的三維結(jié)構(gòu)是很重要的技術(shù)。其中大分子晶體研究是主要的挑戰(zhàn)，GREINER生產(chǎn)一系列的產(chǎn)品來滿足這一應(yīng)用。

應(yīng)用于“沉滴”（Sitting Drop）,與GNF（Genomics Institute of the Novartis Research Foundation）、MP（Max-Planck Institute）、PSF（Protein Struktur Fabrik）合作開發(fā)、CrystalQuick?用于高通量蛋白質(zhì)結(jié)晶。在沉滴中，可用VIEWseal?密封。若與CrystalDrop?蓋共同使用，也可同時應(yīng)用于“懸滴”。

蛋白質(zhì)晶體板結(jié)構(gòu)

研究蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)的晶體學(xué)分支學(xué)科。蛋白質(zhì)是由眾多的α-氨基酸作為單體縮合而成的多肽鏈通過交聯(lián)構(gòu)成的。多肽鏈的氨基酸及其交聯(lián)位置代表蛋白質(zhì)分子的一級結(jié)構(gòu)，而多肽鏈按一定方式在空間分布則形成二級結(jié)構(gòu)(如α-螺旋和早折疊片等)和三級立體結(jié)構(gòu)(如多肽鏈折疊為球形)，作為亞基的三級結(jié)構(gòu)還可聚集成四級結(jié)構(gòu)等。