先進院新技術(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）逐個附著，形成更大的結(jié)晶相，該結(jié)論得到了學術(shù)界廣泛認可。

然而，經(jīng)典成核理論也有諸多缺點，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(zhì)分子團簇，第二步是團簇重新排列形成有序結(jié)構(gòu)。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(zhì)）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(chǔ)。在液滴內(nèi)從無序到有序結(jié)構(gòu)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(gòu)象靈活性，更復雜的分子形成佳晶格結(jié)構(gòu)會更困難。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)晶實驗中，這些成核劑的設(shè)計主要依賴于經(jīng)典的成核理論，無法適用于構(gòu)象靈活性強的絕大多數(shù)蛋白質(zhì)分子。針對這一難題，材料界面中心和武漢先進院團隊經(jīng)過不斷的設(shè)計和實驗驗證，終將成核劑材料設(shè)計為具有超構(gòu)表面的材料。

蛋白結(jié)晶板

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

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蛋白質(zhì)結(jié)晶板

本發(fā)明涉及一種蛋白質(zhì)結(jié)晶板,包括結(jié)晶板主體部分(10),以及在結(jié)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(cè)的位置凹入形成儲槽(220),所述儲槽(220)至少一側(cè)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(jié)晶方法，其原理是同步地在蛋白質(zhì)溶液中加入沉淀劑，立即使溶液達到一個高過飽和狀態(tài)。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(jié)晶的自動化系統(tǒng)已被Chayen等人設(shè)計出（1991，1992），其微分批方法中，他們在1-2μl包含蛋白質(zhì)和沉淀劑的液滴中生長晶體。

蛋白質(zhì)晶體板

半胱氨酸、賴氨酸的蛋白質(zhì)、以及含有金屬離子的蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)的吸附會導致重組蛋白質(zhì)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(zhì)純度:1)通過分子印跡技術(shù),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(zhì)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(zhì)材料表面包被了一層尺寸可控的聚合物涂層。在聚合物網(wǎng)絡(luò)的篩分作用下,進而實現(xiàn)帶組氨酸標簽的重組蛋白的純化。