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先進院新技術提升蛋白質結晶成功率

100多年前，吉布斯等人提出“經典成核理論”，結晶過程是一些分子或原子偶然聚集在一起，碰巧以結晶形式排列，然后其他分子（原子）逐個附著，形成更大的結晶相，該結論得到了學術界廣泛認可。

然而，經典成核理論也有諸多缺點，它表明蛋白質晶體的成核并不是沿著經典路線而是更復雜的路線進行的，即兩步法成核理論。步是形成足夠尺寸的溶質分子團簇，第二步是團簇重新排列形成有序結構。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用到生物大分子（如蛋白質）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。在液滴內從無序到有序結構團簇的形成，也就是第二步，決定晶體成核速率，由于這一步中分子復雜性增加，成核的時間變長，因為高度的構象靈活性，更復雜的分子形成佳晶格結構會更困難。傳統的成核劑材料，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結晶實驗中，這些成核劑的設計主要依賴于經典的成核理論，無法適用于構象靈活性強的絕大多數蛋白質分子。針對這一難題，材料界面中心和武漢先進院團隊經過不斷的設計和實驗驗證，終將成核劑材料設計為具有超構表面的材料。

蛋白結晶板

近年來,晶狀體蛋白質組學的相關研究日漸廣泛.蛋白質組學技術以其高通量,等優勢,為晶狀體這一人體內蛋白質含量高組織的蛋白質組學研究提供了可靠的技術支撐,從而為揭示年齡相關性白的發生機制提供了新思路和新方向.本文就蛋白質組學的分離,鑒定及相關新技術在晶狀體蛋白研究中的應用進展做一系統綜述。

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蛋白質結晶板

本發明涉及一種蛋白質結晶板,包括結晶板主體部分(10),以及在結晶板主體上以陣列形式分布的儲槽單元(20),每一所述儲槽單元(20)具有面板(240),在所述面板中間位置形成一凹槽,所述凹槽底部為第二面板(250),在所述第二面板中間位置或靠近一側的位置凹入形成儲槽(220),所述儲槽(220)至少一側的第二面板(250)中形成有至少一個滴液槽(230)。

這是老的簡單的結晶方法，其原理是同步地在蛋白質溶液中加入沉淀劑，立即使溶液達到一個高過飽和狀態。幸運的話，不需進一步處理即可在過飽和溶液中逐漸長出晶體。一個用于微分批結晶的自動化系統已被Chayen等人設計出（1991，1992），其微分批方法中，他們在1-2μl包含蛋白質和沉淀劑的液滴中生長晶體。

蛋白質晶體板

半胱氨酸、賴氨酸的蛋白質、以及含有金屬離子的蛋白質。這些蛋白質的吸附會導致重組蛋白質純度大幅降低。為了解決這一問題,我們制備了兩類新材料,用于提高重組蛋白質純度:1)通過分子印跡技術,以組氨酸標簽為模板,在IMAC材料表面形成組氨酸標簽的分子印跡層,使得不含組氨酸標簽的蛋白質無法靠近IMAC材料,從而提高重組蛋白純度;2)通過活性可控自由基聚合,在IMAC基質材料表面包被了一層尺寸可控的聚合物涂層。在聚合物網絡的篩分作用下,進而實現帶組氨酸標簽的重組蛋白的純化。