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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。

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通过红外光谱,扫描电镜,X射线衍射对产物的晶型,形貌及物相进行了详细表征,初步探讨了文石晶体形成机理及生长机理。本文研究的主要内容及所获得的结论如下:1.常温常压下,以竹蛏韧带纤维状蛋白质为基底,采用气体扩散法可以在较大的条件范围内合成出纯文石晶体:即稀***浓度0.1mol-L-1,NH4HCO3粉末19.0g,C***2浓度0.9-9.0mmol·L-1,溶液高度10-30mm,反应温度20-30℃,结晶时间3-12小时。而空白对照(以玻璃盖玻片为基底)制备出的晶体主要为菱形方解石,还有少量文石和球文石。

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半胱氨酸、赖氨酸的蛋白质、以及含有金属离子的蛋白质。这些蛋白质的吸附会导致重组蛋白质纯度大幅降低。为了解决这一问题,我们制备了两类新材料,用于提高重组蛋白质纯度:1)通过分子印迹技术,以组氨酸标签为模板,在IMAC材料表面形成组氨酸标签的分子印迹层,使得不含组氨酸标签的蛋白质无法靠近IMAC材料,从而提高重组蛋白纯度;2)通过活性可控自由基聚合,在IMAC基质材料表面包被了一层尺寸可控的聚合物涂层。在聚合物网络的筛分作用下,进而实现带组氨酸标签的重组蛋白的纯化。

温度控制作为调控蛋白质结晶过程的手段,在结晶实验中被广泛采用.热历史 效应作为蛋白质结晶实验中新的影响因素,已被越来越多的科学家所重视.控制温度可以改变蛋白质的溶解度,进一步改变溶液的过饱和度,从而影响结晶过程.我 们简要总结了温度对蛋白质结晶的影响及应用温度技术控制蛋白质晶体生长的各种技术,为蛋白质结晶工作提供理论和实验依据。

从溶液中聚集体的角度研究了溶液的热历史改变生长出的蛋白质晶体的数目和尺寸的内在原因.将在281和309 K下保存1 d的两组溶菌酶溶液按不同比例混合,加入沉淀剂生长晶体.随着高温溶液的比例增加。