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，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(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（1991，1992），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)。

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)晶來說，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)。能障在高水平的過飽和度時(shí)很容易克服。因此，在高過飽和度時(shí)，晶核更易自發(fā)形成。晶核的形成可作為一個(gè)過飽和度和其他參數(shù)的函數(shù)通過多種方法來研究，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。

蛋白質(zhì)晶體板制作

設(shè)計(jì)并制作了一種在微腔中對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行微批量法(microbatch)結(jié)晶的碟式微流控結(jié)晶芯片,它是一種高通量、低成本、低耗樣量(納升級(jí))、操作簡(jiǎn)便的蛋白質(zhì)結(jié)晶篩選方法,這種芯片能成功地結(jié)晶溶菌酶(lysozyme)和青色熒光蛋白(CyPet).為了系統(tǒng)地比較這種微流控芯片與傳統(tǒng)的使用蒸汽擴(kuò)散法的24孔結(jié)晶板的結(jié)晶能力,用3個(gè)Hampton結(jié)晶試劑盒,在4℃及20℃培養(yǎng)條件下分別對(duì)5種標(biāo)準(zhǔn)蛋白(溶菌酶(lysozyme)、木聚糖酶(xylanase)、脂肪酶B(lipase B)、葡萄糖異構(gòu)酶(glucose isomerase)和嗜熱菌蛋白酶(thermolysin))進(jìn)行了結(jié)晶篩選實(shí)驗(yàn).結(jié)果表明,在4℃時(shí)微流控芯片與24孔結(jié)晶板有相近數(shù)目的結(jié)晶條件(91 vs 98)。