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蛋白質(zhì)結(jié)晶技術(shù)發(fā)展的艱難歷程
科學(xué)家們研究蛋白質(zhì)結(jié)晶技術(shù)花費了很長時間。1988年諾貝爾化學(xué)獎被授予三位德國科學(xué)家,原因是三個人通力合作,在世界上解析了一種膜蛋白——菌光合反應(yīng)中心的高分辨率三維結(jié)構(gòu),它拉開了膜蛋白結(jié)構(gòu)生物學(xué)的序幕,在生物學(xué)界影響非常大。之后,科學(xué)家們在基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域不斷取得新進(jìn)展,可以作為潛在靶向的蛋白質(zhì)的數(shù)量呈指數(shù)級增加,然而這些方法獲得有用晶體的成功率不足20%。
2011年,英國帝國理工學(xué)院和薩里大學(xué)的科學(xué)家們使用一種“分子印跡聚合物(MIPs)”的材料,研發(fā)出了一種更有效的制造蛋白質(zhì)晶體的方法。但是這種方法在結(jié)晶條件成分復(fù)雜,包含高鹽,,寬泛的酸堿區(qū)間等條件下,容易造成MIPs對蛋白質(zhì)的印記作用失效。科研不斷深入,技術(shù)不斷迭代,目前,應(yīng)用為廣泛的晶體制備方法當(dāng)屬規(guī)模篩選,比如高通量蛋白質(zhì)結(jié)晶篩選,即從成百上千個溶液條件中篩選出適合結(jié)晶的條件。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,目前的高通量蛋白質(zhì)結(jié)晶篩選的成功率僅為15.6%,嚴(yán)重制約了蛋白質(zhì)結(jié)晶技術(shù)在結(jié)構(gòu)生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。缺乏、廣譜的蛋白晶體制備技術(shù)是目前結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究中的技術(shù)瓶頸。
近期,由深圳先進(jìn)技術(shù)研究院喻學(xué)鋒研究員課題組研發(fā)的一種蛋白質(zhì)結(jié)晶篩選添加劑——人工晶種混懸液打破了技術(shù)桎梏。新法的應(yīng)用,能夠讓蛋白質(zhì)晶體的結(jié)晶更簡便,更科學(xué),更完整。
蛋白結(jié)晶板使用
蛋白質(zhì)是水產(chǎn)品的主要組分,其含量測定在水產(chǎn)品加工及研究等方面應(yīng)用極為廣泛.目前,各蛋白含量快速測定方法通常是在試管中進(jìn)行反應(yīng)并應(yīng)用分光光度計測定,其操作過程較繁瑣,分析大批量樣品時效率低,上述缺點在高通量篩選、檢測等場合尤為突出.為了克服該不足,實現(xiàn)蛋白含量的快速高通量測定,本研究基于Folin-酚法,利用96孔板作為反應(yīng)器并配合比色,建立了一種蛋白含量測定的微孔板方法并評價其合理性.該法測得樣品的蛋白含量與常規(guī)法結(jié)果無顯著性差異,反應(yīng)在30-90 min顯色穩(wěn)定,標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)R2=0.9922,標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為0.07%-0.78%,檢測限為10 μg.與常規(guī)法相比,微孔板法保持了Folin-酚法的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性,同時具有通量高、節(jié)省樣品、試劑及測定時間等優(yōu)點,在蛋白高通量快速測定方面更具優(yōu)勢。
蛋白質(zhì)晶體板結(jié)構(gòu)介紹
所示完全伸展的鏈。L.C.鮑林和R.B.科里曾由氨基酸、小肽和有關(guān)化合物晶體結(jié)構(gòu)的測定中歸納了肽鍵的鍵長、鍵角等。鏈中肽鍵N-C的鍵長為1.32埃,具有40%的雙鍵成分,與周圍四個鍵是共面的,且N-H和C=O具有反式構(gòu)型。
這樣的二級結(jié)構(gòu)以或大或小的含量,相當(dāng)廣泛地存在于各種球蛋白和纖維蛋白中。在功能變化多端的球蛋白分子中,結(jié)構(gòu)還有更高的層次。這兩類周期結(jié)構(gòu)并不貫穿在整個多肽鏈中,而存在于某些分段中。這樣,多肽鏈折疊成球形的三級結(jié)構(gòu),并進(jìn)一步?jīng)Q定其特異的功能。