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。

蛋白质结晶方法

结晶方法(Crystallization Techniques)1.1.1 分批结晶(Batch Crystallization) 这是老的简单的结晶方法，其原理是同步地在蛋白质溶液中加入沉淀剂，立即使溶液达到一个高过饱和状态。幸运的话，不需进一步处理即可在过饱和溶液中逐渐长出晶体。一个用于微分批结晶的自动化系统已被Chayen等人设计出（1991，1992），其微分批方法中，他们在1-2μl包含蛋白质和沉淀剂的液滴中生长晶体。液滴被悬浮在油（如石蜡）中，油的作用是作为封层以防止蒸发，它并不干扰普通沉淀剂，但是干扰能溶解油的(Chayen, 1997; see also Chayen, 1998)。

蛋白结晶板概念

不能模拟形状分布,因为模型中的晶体尺寸被简单的定义为该晶体的体积当量直径.本提出了一个适用于蛋白质结晶过程的基于晶体形状结构的群体粒数衡算模型.在该模型中,蛋白质晶体的形状被定量描述为每个晶面到晶体几何中心的距离,由此提出了基于蛋白质晶形的多维粒度分布,即形状分布的概念.以溶菌酶结晶过程为例,对溶菌酶晶体结晶的热力学和动力学行为进行了分析和研究,应用非线性回归的方法,确定了四方系溶菌酶的结晶动力学方程参数.结合本提出的基于晶体形状结构的群体粒数衡算模型,质量衡算方程。

蛋白结晶板

为满足固相时间分辨荧光分析(TRFIA)研究需要,采用固相载体改进技术研制用于检测系统的聚微孔板,不仅提高TRFIA系统的灵敏度,而且可以把该技术应用到其他分析技术、生物芯片技术、污水处理、发酵工艺、酶工程和亲和层析,具有重要的现实意义。本文将聚微孔板内表面固相功能化,研制一种在聚微孔板内表面形成耐受强酸、强碱、的尼龙-6膜层,并在膜层表面化得到活性基团与己二酸二酰肼进行“手臂”连接,用双功能基团活化,活化后的膜层与蛋白质具有很高的连接性能和稳定性。