先進院新技術(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，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)分子團簇，第二步是團簇重新排列形成有序結(jié)構(gòu)。目前的實驗和理論研究，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)）上還用到了有機小分子上，表明這一機理或許會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，成核的時間變長，因為高度的構(gòu)象靈活性，更復(fù)雜的分子形成佳晶格結(jié)構(gòu)會更困難。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)晶實驗中，這些成核劑的設(shè)計主要依賴于經(jīng)典的成核理論，無法適用于構(gòu)象靈活性強的絕大多數(shù)蛋白質(zhì)分子。針對這一難題，材料界面中心和武漢先進院團隊經(jīng)過不斷的設(shè)計和實驗驗證，終將成核劑材料設(shè)計為具有超構(gòu)表面的材料。

蛋白質(zhì)晶體板介紹

研究蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的物理化學(xué)分支學(xué)科。蛋白質(zhì)分子是由上百或更多的α-氨基酸作為單體縮合而成的多肽（見肽）鏈構(gòu)成的。能構(gòu)成蛋白質(zhì)中多肽鏈的α-氨基酸總共有 20種L－氨基酸。通過它們不同的組合和排列形成氨基酸順序不同的多肽鏈，然后這些多肽鏈進一步通過交聯(lián)構(gòu)成千萬種蛋白質(zhì)分子。多肽鏈的氨基酸順序及其交聯(lián)的位置代表蛋白質(zhì)分子的一級結(jié)構(gòu)。在一級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，蛋白質(zhì)分子中的多肽鏈按一定的方式在空間分布，形成二級和三級立體結(jié)構(gòu)等。－氨基酸、 多肽鏈和二硫橋蛋白質(zhì)分子是一個由α-氨基酸單體相互縮合而成的多肽分子。其中每個氨基酸縮合后殘留的部分稱為氨基酸殘基。

蛋白結(jié)晶板

檢測結(jié)果表明,經(jīng)修飾的聚微孔板化學(xué)連接蛋白質(zhì)結(jié)合率比物理吸附高出5~10倍,在-4℃環(huán)境中存放6個月活性降低小于15%。靈敏度和穩(wěn)定性顯著提高。本文制備的功能化聚微孔板具有使用方法簡便、快捷、污染小、成本低的特點,有廣闊的應(yīng)用前景。蛋白質(zhì)是水產(chǎn)品的主要組分,其含量測定在水產(chǎn)品加工及研究等方面應(yīng)用極為廣泛.目前,各蛋白含量快速測定方法通常是在試管中進行反應(yīng)并應(yīng)用分光光度計測定,其操作過程較繁瑣,分析大批量樣品時效率低,上述缺點在高通量篩選、檢測等場合尤為突出。

蛋白結(jié)晶板技術(shù)

提出來的一項新型的分析技術(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。本根據(jù)蛋白質(zhì)結(jié)晶系統(tǒng)的要求,設(shè)計了具有雙層結(jié)構(gòu)的微流控芯片。