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(jī)中微重力實(shí)驗(yàn) 的激發(fā)。蛋白質(zhì)結(jié)晶是一個(gè)反復(fù)試驗(yàn)的過(guò)程，蛋白質(zhì)逐漸會(huì)從溶液中析出，雜質(zhì)、晶核及其他未知因素對(duì)此過(guò)程有所影響。通常，蛋白質(zhì)越純，生長(zhǎng)晶體幾率越大。蛋白質(zhì)結(jié)晶學(xué)者對(duì)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(shí)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?yàn)樗绊懢w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(cè)重組蛋白的表達(dá)、樣品純度、重原子衍生物及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的特性。

蛋白質(zhì)結(jié)晶涉及四個(gè)重要步驟

1. 蛋白質(zhì)純度的確定。如果不夠非常純，必須要進(jìn)一步純化。

2. 蛋白質(zhì)溶解于合適的溶劑中，從中它能通過(guò)一種鹽或有機(jī)化合物而析出。溶劑通常是水-緩沖劑溶液，有時(shí)加，如2--2，4-（MPD）。正常情況下，沉淀劑也被加入，但是濃度不高于使沉淀產(chǎn)生。對(duì)于不溶于水-緩沖劑或水-的膜蛋白，還需要加入去污劑。

3. 使溶液過(guò)飽和。在這一步中，小聚集體形成，它是晶體生長(zhǎng)所需的核。對(duì)小分子的結(jié)晶來(lái)說(shuō)，相比于蛋白質(zhì)更為人熟知，晶核的自發(fā)形成需要提供表面張力能。一旦這個(gè)能障被突破了，晶體開始生長(zhǎng)。能障在高水平的過(guò)飽和度時(shí)很容易克服。因此，在高過(guò)飽和度時(shí)，晶核更易自發(fā)形成。晶核的形成可作為一個(gè)過(guò)飽和度和其他參數(shù)的函數(shù)通過(guò)多種方法來(lái)研究，包括光散射、熒光去極化及電子顯微鏡。

4. 一旦晶核形成，晶體生長(zhǎng)正式開始。對(duì)低分子量的化合物而言，新分子會(huì)逐步結(jié)合到正在生長(zhǎng)的晶體表面。這是由于這些位置的結(jié)合能比較大，相對(duì)于分子結(jié)合到平滑的表面。這些步驟要么由晶系缺陷造成，要么發(fā)生在表面隨機(jī)形成的晶核。

蛋白結(jié)晶板

首先探索了基于SU-8負(fù)性光刻膠的雙層芯片模具制作工藝,另外,為了在微流控芯片中形成均勻分散的蛋白液滴,我們對(duì)基于PDMS(聚二硅氧烷)的微流控芯片的表面性質(zhì)進(jìn)行了研究,分別觀察和評(píng)價(jià)了不同鍵合方法所制作液滴型PDMS微流控芯片應(yīng)用于制備油包水和水包油兩種液滴分散體系的效果;實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示熱擴(kuò)散鍵合方法適用于制作油包水型PDMS液滴型微流控芯片,而等離子鍵合方法制作的PDMS芯片適于形成水包油型的液滴分散體系。為了實(shí)現(xiàn)芯片中樣品液滴的有效操控和分配,我們?cè)谖⒘骺匦酒屑闪丝諝忾y結(jié)構(gòu)。