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***院新技术提升蛋白质结晶成功率

100多年前，吉布斯等人提出“经典成核理论”，结晶过程是一些分子或原子偶然聚集在一起，碰巧以结晶形式排列，然后其他分子（原子）逐个附着，形成更大的结晶相，该结论得到了学术界广泛认可。

然而，经典成核理论也有诸多缺点，它表明蛋白质晶体的成核并不是沿着经典路线而是更复杂的路线进行的，即两步法成核理论。步是形成足够尺寸的溶质分子团簇，第二步是团簇重新排列形成有序结构。目前的实验和理论研究，证明了两步法成核理论不仅可以应用到生物大分子（如蛋白质）上还用到了有机小分子上，表明这一机理或许会成为大部分溶液析晶过程的基础。在液滴内从无序到有序结构团簇的形成，也就是第二步，决定晶体成核速率，由于这一步中分子复杂性增加，成核的时间变长，因为高度的构象灵活性，更复杂的分子形成佳晶格结构会更困难。传统的成核剂材料，如矿物晶体、石墨烯、多孔材料如多孔硅等都曾作为成核剂用于蛋白质结晶实验中，这些成核剂的设计主要依赖于经典的成核理论，无法适用于构象灵活性强的绝大多数蛋白质分子。针对这一难题，材料界面中心和武汉***院团队经过不断的设计和实验验证，终将成核剂材料设计为具有超构表面的材料。

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)。

蛋白结晶板研究实验

相对于传统的蛋白质结晶中实验研究以及模拟研究所针对的单晶体尺度,本主要在过程尺度上对蛋白质结晶过程中晶体群体的生长行为进行了系统的模型化和实验研究. 蛋白质晶体的形状以及产品的粒度分布是衡量结晶产品质量的主要指标,但是目前对蛋白质结晶的群体粒数衡算模型的研究还非常少,而且只能模拟粒度分布。

蛋白结晶板

蛋白质分子的三维结构是生命科学研究中极为重要的信息,X射线单晶衍射技术是目前获得结构信息的手段,但如何筛选到个蛋白晶体是该技术必需的步,也是制约结构生物学发展的主要瓶颈问题之一.现在一般通过规模筛选的方法从众多的溶液中筛选出可结晶的条件,但是工作量较大,效率也不高.回顾了近年来在提高结晶筛选效率方向取得的成就。