意義重大的蛋白質(zhì)結(jié)晶

對“靜止”的蛋白質(zhì)進(jìn)行觀察，很多“疑難雜癥”都能浮出水面，蛋白質(zhì)晶體對于生命科學(xué)的研究具有重大意義。以今年年初爆發(fā)的新型冠狀病毒（2019-nCoV）為例，我國科學(xué)家就是利用病毒的水解酶與的復(fù)合物晶體成功解析了原子結(jié)構(gòu)，可為抗病毒的快速篩選和研發(fā)提供有力的工具。截止2020年1月1日，蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫收錄了超過16萬個(gè)蛋白質(zhì)晶體的原子結(jié)構(gòu)信息，已經(jīng)滲透到了眾多領(lǐng)域，如藥學(xué)，醫(yī)學(xué)，農(nóng)業(yè)，材料學(xué)等。目前，有9位科學(xué)家因解析蛋白質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)而獲得諾貝爾獎(jiǎng)。然而，讓蛋白質(zhì)結(jié)晶可不是一件容易的事情。在科學(xué)界，蛋白質(zhì)晶體的生長常常被認(rèn)為是“藝術(shù)”遠(yuǎn)多于“科學(xué)”，甚至有許多科學(xué)家為了晶體更好地結(jié)晶，開始有些“小”：比如把做好的結(jié)晶板放在車上開出去幾個(gè)小時(shí)，或是在晶體實(shí)驗(yàn)柜門上貼了兩只大恐龍貼紙……其實(shí)，這些“小”都反映出：蛋白質(zhì)晶體的結(jié)晶過程受到很多因素的影響，能夠有一顆完整的結(jié)晶是一件很困難的事情。想要獲得足夠質(zhì)量的晶體，尤其對新穎的、表征不佳的基因產(chǎn)物來說，通常是新結(jié)構(gòu)測定項(xiàng)目中困難也是耗時(shí)的步驟。

蛋白結(jié)晶板作用

蛋白質(zhì)作為生命活動的載體,研究其分子結(jié)構(gòu)及發(fā)揮生物活性的機(jī)制具有重要意義.結(jié)晶作為研究生物大分子結(jié)構(gòu)及功能的重要手段,近年來發(fā)展迅速.介紹影響蛋白質(zhì)結(jié)晶的因素、目前常用的蛋白質(zhì)結(jié)晶方法以及提高蛋白質(zhì)結(jié)晶條件篩選率和衍射質(zhì)量的新技術(shù)和新策略,這對蛋白質(zhì)結(jié)晶的研究有一定的推動作用。

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蛋白結(jié)晶板

形核劑的添加使蛋白質(zhì)晶體異相形核,相較于均相形核其需要克服的阻力小,形核勢壘低.因而形核劑的使用對于難結(jié)晶蛋白或者起始濃度過低的蛋白質(zhì)結(jié)晶具有重要意義.隨著結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展,形核劑在蛋白質(zhì)結(jié)晶中的研究仍是結(jié)晶方法學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題.多孔微球?qū)Φ鞍踪|(zhì)分子的吸附作用有利于無序蛋白質(zhì)分子團(tuán)簇的形成,進(jìn)而促進(jìn)蛋白質(zhì)形核.添加多孔微球不但可以增加結(jié)晶條件篩選數(shù),也可以提高晶體質(zhì)量.促進(jìn)蛋白質(zhì)分子有序排列的形核劑籽晶的使用,使晶體的形核生長過程始終處于結(jié)晶體系溶液濃度較低的狀態(tài),而交聯(lián)的籽晶因?yàn)榉€(wěn)定性更高而更有應(yīng)用前景.新型交互擴(kuò)散結(jié)晶板中。

蛋白質(zhì)晶體板

進(jìn)而進(jìn)行衍射得到蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)相關(guān)信息.蛋白質(zhì)結(jié)晶需要經(jīng)歷從未飽和區(qū)經(jīng)亞穩(wěn)區(qū)至形核區(qū)的形核過程以及從形核區(qū)到亞穩(wěn)區(qū)的生長成熟過程.在整個(gè)蛋白質(zhì)結(jié)晶過程中,形核過程是至關(guān)重要的一步，形核勢壘低.因而形核劑的使用對于難結(jié)晶蛋白或者起始濃度過低的蛋白質(zhì)結(jié)晶具有重要意義.隨著結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展,形核劑在蛋白質(zhì)結(jié)晶中的研究仍是結(jié)晶方法學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。