強磁場模擬不同重力水平對蛋白質(zhì)結(jié)晶的影響.pdf

1、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能信息對于探索生命奧秘，研發(fā)新藥具有重大的科學(xué)意義，而結(jié)構(gòu)決定功能。X-射線衍射技術(shù)作為最主要的技術(shù)解析了蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫中88％的結(jié)構(gòu)，而獲得高質(zhì)量單晶一直是該技術(shù)的瓶頸問題。因此，探索各種能夠提高蛋白質(zhì)晶體質(zhì)量的技術(shù)十分必要。
　　本論文旨在探索強磁場下能夠提高蛋白質(zhì)晶體質(zhì)量的新方法和新裝置，以期能為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析的瓶頸問題提供新的解決方案，主要研究內(nèi)容如下：
　　1．大梯度強磁場模擬不同重力水平對蛋白質(zhì)晶體

2、質(zhì)量的影響。
　　本論文利用大梯度強磁場模擬0g、1g、2g不同重力條件，以磁體外常重力條件為對照，通過分析6種目標蛋白質(zhì)在4種結(jié)晶條件下生長晶體的形貌和衍射質(zhì)量，首次系統(tǒng)地研究大梯度強磁場模擬不同重力水平對蛋白質(zhì)晶體質(zhì)量的影響。本文選取晶體的最高衍射分辨率、鑲嵌度和 R因子作為晶體質(zhì)量比較的指標。研究表明，與磁體外常重力對照相比，模擬0g、1g和2g條件能改善蛋白質(zhì)晶體的形貌與質(zhì)量，其中，模擬0 g條件改善最明顯，1 g次之，2

3、 g再次之。說明模擬0g條件具有提高蛋白質(zhì)晶體質(zhì)量的能力，可用于生長高質(zhì)量蛋白質(zhì)晶體，為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析的瓶頸問題提供新思路。
　　2．基于毛細管陣列高通量蛋白質(zhì)結(jié)晶條件篩選裝置及方法。
　　為了解決普通商業(yè)結(jié)晶板無法在磁場等特殊環(huán)境中應(yīng)用的難題，本論文自主研制了圓柱形高通量蛋白結(jié)晶條件篩選裝置。利用毛細管所占空間尺寸小的特征，形成可放置于狹小空間內(nèi)的毛細管陣列，從而實現(xiàn)結(jié)晶條件的高通量篩選與結(jié)晶。該裝置不僅適用于常規(guī)結(jié)晶環(huán)境

4、，更適用于磁場、電場、太空等特殊物理環(huán)境的高通量結(jié)晶條件篩選及結(jié)晶實驗。首次提出基于毛細管的預(yù)干燥液固結(jié)晶法，創(chuàng)新點體現(xiàn)在先將蛋白質(zhì)樣品在毛細管中預(yù)干燥后再與篩選試劑混合結(jié)晶。該方法異于所有已有結(jié)晶技術(shù)，提供了新的結(jié)晶環(huán)境，有望篩選獲得新的結(jié)晶條件。
　　3．基于毛細管陣列高通量篩選與結(jié)晶裝置在強磁場下的應(yīng)用。
　　本論文利用自主研發(fā)的基于毛細管陣列高通量篩選與結(jié)晶裝置，利用溶菌酶、蛋白酶K、葡萄糖異構(gòu)酶為目標蛋白質(zhì)，首次成

5、功實現(xiàn)了強磁場環(huán)境下高通量蛋白質(zhì)結(jié)晶條件篩選及結(jié)晶實驗，并成功實現(xiàn)了晶體的原位衍射。
　　綜上，本論文主要研究成果如下：
　　1．首次系統(tǒng)研究了大梯度強磁場模擬不同重力水平對蛋白質(zhì)晶體質(zhì)量的影響。研究表明，模擬不同重力水平條件下蛋白質(zhì)晶體質(zhì)量均有提高。其中，模擬0g條件提高最明顯，1g次之，2g再次之。說明模擬0g條件具有提高蛋白質(zhì)晶體質(zhì)量的能力，可為蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析的瓶頸問題提供新思路；
　　2．研制出基于毛細管陣列的