蛋白质结晶技术发展的艰难历程

科学家们研究蛋白质结晶技术花费了很长时间。1988年诺贝尔化学奖被授予三位德国科学家，原因是三个人通力合作，在世界上解析了一种膜蛋白——菌光合反应中心的高分辨率三维结构，它拉开了膜蛋白结构生物学的序幕，在生物学界影响非常大。之后，科学家们在***组学和蛋白质组学领域不断取得新进展，可以作为潜在靶向的蛋白质的数量呈指数级增加，然而这些方法获得有用晶体的成功率不足20%。

2011年，英国帝国理工学院和萨里大学的科学家们使用一种“分子印迹聚合物（MIPs）”的材料，研发出了一种更有效的制造蛋白质晶体的方法。但是这种方法在结晶条件成分复杂，包含高盐，，宽泛的酸碱区间等条件下，容易造成MIPs对蛋白质的印记作用失效。科研不断深入，技术不断迭代，目前，应用为广泛的晶体制备方法当属规模筛选，比如高通量蛋白质结晶筛选，即从成百上千个溶液条件中筛选出适合结晶的条件。据相关数据显示，目前的高通量蛋白质结晶筛选的成功率仅为15.6%，严重制约了蛋白质结晶技术在结构生物学领域的应用和发展。缺乏、广谱的蛋白晶体制备技术是目前结构生物学研究中的技术瓶颈。

近期，由深圳***技术研究院喻学锋研究员课题组研发的一种蛋白质结晶筛选添加剂——人工晶种混悬液打破了技术桎梏。新法的应用，能够让蛋白质晶体的结晶更简便，更科学，更完整。

蛋白质结晶涉及四个重要步骤

1. 蛋白质纯度的确定。如果不够非常纯，必须要进一步纯化。

2. 蛋白质溶解于合适的溶剂中，从中它能通过一种盐或有机化合物而析出。溶剂通常是水-缓冲剂溶液，有时加，如2--2，4-（MPD）。正常情况下，沉淀剂也被加入，但是浓度不高于使沉淀产生。对于不溶于水-缓冲剂或水-的膜蛋白，还需要加入去污剂。

3. 使溶液过饱和。在这一步中，小聚集体形成，它是晶体生长所需的核。对小分子的结晶来说，相比于蛋白质更为人熟知，晶核的自发形成需要提供表面张力能。一旦这个能障被突破了，晶体开始生长。能障在高水平的过饱和度时很容易克服。因此，在高过饱和度时，晶核更易自发形成。晶核的形成可作为一个过饱和度和其他参数的函数通过多种方法来研究，包括光散射、荧光去极化及电子显微镜。

4. 一旦晶核形成，晶体生长正式开始。对低分子量的化合物而言，新分子会逐步结合到正在生长的晶体表面。这是由于这些位置的结合能比较大，相对于分子结合到平滑的表面。这些步骤要么由晶系缺陷造成，要么发生在表面随机形成的晶核。

蛋白结晶板方法

本发明涉及一种蛋白质结晶板,包括结晶板主体部分,以及在结晶板主体上以阵列形式分布的储槽单元,每一所述储槽单元具有一面板,在所述一面板中间位置形成一凹槽,所述凹槽底部为第二面板，在所述第二面板中间位置或靠近一侧的位置凹入形成一储槽,所述一储槽至少一侧的第二面形成有至少一个滴液槽,所述一面板与第二面板通过连接部连接,所述结晶板主体部分在其四周具有支撑部.本发明还涉及一种利用上述结晶板进行蛋白质结晶的方法。