天津蛋白質(zhì)結(jié)晶板報(bào)價(jià)常用指南「博亞捷晶」

先進(jìn)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(gè)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(diǎn)，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(jìn)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(tuán)簇，第二步是團(tuán)簇重新排列形成有序結(jié)構(gòu)。目前的實(shí)驗(yàn)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(jī)小分子上，表明這一機(jī)理或許會(huì)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(tuán)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(shí)間變長(zhǎng)，因?yàn)楦叨鹊臉?gòu)象靈活性，更復(fù)雜的分子形成佳晶格結(jié)構(gòu)會(huì)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(shí)驗(yàn)中，這些成核劑的設(shè)計(jì)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(qiáng)的絕大多數(shù)蛋白質(zhì)分子。針對(duì)這一難題，材料界面中心和武漢先進(jìn)院團(tuán)隊(duì)經(jīng)過不斷的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，終將成核劑材料設(shè)計(jì)為具有超構(gòu)表面的材料。

蛋白質(zhì)晶體板結(jié)構(gòu)

研究蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)的晶體學(xué)分支學(xué)科。蛋白質(zhì)是由眾多的α-氨基酸作為單體縮合而成的多肽鏈通過交聯(lián)構(gòu)成的。多肽鏈的氨基酸及其交聯(lián)位置代表蛋白質(zhì)分子的一級(jí)結(jié)構(gòu)，而多肽鏈按一定方式在空間分布則形成二級(jí)結(jié)構(gòu)(如α-螺旋和早折疊片等)和三級(jí)立體結(jié)構(gòu)(如多肽鏈折疊為球形)，作為亞基的三級(jí)結(jié)構(gòu)還可聚集成四級(jí)結(jié)構(gòu)等。

蛋白結(jié)晶板

但主要是嗜熱菌蛋白酶的結(jié)晶條件數(shù)顯著減少,其他4種蛋白在兩種方法上均有相近的結(jié)晶條件數(shù),表明微流控芯片能以接近24孔結(jié)晶板的效率進(jìn)行蛋白質(zhì)結(jié)晶篩選.但是,在4℃時(shí)微流控芯片與24孔結(jié)晶板有60%的結(jié)晶條件不同,20℃時(shí)有90%的結(jié)晶條件不同,這表明目前的這種微流控芯片還不能直接代替?zhèn)鹘y(tǒng)的24孔結(jié)晶板,它可以作為蛋白質(zhì)結(jié)晶篩選時(shí)的一種補(bǔ)充方式。

技術(shù)成為目前迅速發(fā)展的前沿領(lǐng)域之一,是化學(xué)科學(xué)和生命科學(xué)分析研究的重要技術(shù)平臺(tái).微流控技術(shù)高通量,低消耗和低成本的特點(diǎn)使其在蛋白質(zhì)結(jié)晶條件篩選和優(yōu)化方面展示了良好的應(yīng)用前景.本文對(duì)應(yīng)用于蛋白質(zhì)結(jié)晶的各種微流控芯片技術(shù)的原理和方法進(jìn)行了綜述,并對(duì)目前幾種商業(yè)化和文獻(xiàn)報(bào)道的典型蛋白質(zhì)結(jié)晶微流控系統(tǒng)進(jìn)行了介紹和比較.

蛋白質(zhì)晶體板

因而形核劑的使用對(duì)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)。

綜述了雜質(zhì)對(duì)蛋白質(zhì)晶體生長(zhǎng)影響研究領(lǐng)域的進(jìn)展情況, 對(duì)可能的雜質(zhì)來源以及雜質(zhì)對(duì)結(jié)晶過程的影響進(jìn)行了介紹,重點(diǎn)介紹了和結(jié)晶蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)相似的雜質(zhì)分子的影響, 包括晶體成核、生長(zhǎng)形態(tài)、表面形貌、生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)、質(zhì)量等,以及雜質(zhì)在晶體中的重新分配。