新技术提升蛋白质结晶成功率

超构材料21世纪初被提出，截至目前它仍然是非常活跃的前沿领域。其中的微结构，大小尺度与它作用的蛋白质尺寸相当，因此得以对蛋白质的结晶过程施加干预，对蛋白质的聚集态形成起到促进作用，从而降低了两步成核中的步能垒。其次，通过材料本体结构的晶格对聚集态蛋白质分子进行引导排列，促进蛋白质分子的有序排列和晶核形成，从而降低了两步成核中的第二步能垒。

尽管通过实验和理论证明了超构材料在蛋白质结晶方面的巨大潜力，但要充分发挥其优势则必须兼容当前蛋白质结晶通过的高通量筛选系统。目前国际上普遍采用液体处理机器人来进行高通量结晶筛选，筛选一个结晶条件的蛋白样品消耗体积为纳升级别。因此，如何快速，稳定地将成核剂添加到高通量系统的同时，又不对结晶系统造成大的影响成为急需解决的问题。

随后通过优化生产和制备工艺，考察了各生产因素对成核剂尺寸和稳定性的影响，确定了适合高通量蛋白质结晶筛选的成核剂混悬剂的制备工艺流程。这是一种含有具有表面超结构的有机无机复合材料，其尺寸分布在几百纳米到几微米之间。该产品的组成为材料颗粒与水溶液的混悬液。在蛋白质结晶筛选实验中，使用该产品有助于提高蛋白质结晶筛选的成功率，包括改善晶体的分辨率和筛选新的结晶条件，使不结晶或难结晶的蛋白质成功结晶，展现了巨大的应用潜力，使用该成核剂已经成功结晶和解析十多个蛋白质晶体结构。

此外，针对能够结晶的蛋白质分子，成核剂混悬液在筛选新的结晶条件，提升结晶的分辨率方面同样有效。目前，***院已经与国内超过18个实验室开展了合作，助力我国的生命科学和生物研究。

蛋白结晶板发展

获得晶体及提高晶体质量是蛋白质结晶方法学中的两大基本问题.为解决这两个问题,结构生物学家已发展了许多方法,其中针对蛋白质本身进行分子改造是非常重要的方法之一.通过蛋白质工程技术,如突变,还原化修饰,剪切或删除构象柔性环区,融合蛋白,复合物共结晶,原位蛋白质水解等方法对蛋白质本身进行分子改造,可明显提高其结晶成功率及晶体质量.随着该方面成功案例的不断积累,分子改造技术越来越凸显出其在蛋白质结构解析中的重要作用,特别是对一些难以结晶或提高晶体质量的蛋白质而言,其应用价值更不可忽视.针对近年来分子改造技术在蛋白质结晶中的应用进行了回顾与总结,并展望了其未来的发展。

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。