[发明专利]用生物玻璃促使蛋白质结晶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及蛋白质的结晶领域，具体涉及一种利用生物玻璃促进蛋白质结晶的方法。

背景技术

随着生物技术的发展，蛋白质等生物大分子的独特的功能特性越来越受到人们的重视，其中，许多蛋白质的药用性能不断被发现。众所周知，分子的功能特性主要取决于它独特的三维空间结构，因此要了解、确定某一生物大分子的功能，就必须测定并研究其三维结构；另外，了解生物大分子的结构对于药物设计，改变或修饰分子结构并使之具有特定的应用特性都具有非常重要的意义。

目前蛋白质结构测定的方法主要有三种：X 射线衍射技术、核磁共振技术和电子显微镜技术。根据蛋白质结构数据库（Protein Data Bank, PDB）提供的数据，截至2009 年4 月16日，已有52,686 种蛋白质结构被解析并提交到PDB数据库中，其中85%以上的结构（45,620）是通过X 射线衍射技术得到的。因此，X 射线衍射技术是现阶段最主要的和最可靠的蛋白质结构解析方法。

要进行蛋白质的结构解析，就必须先获得适合于X射线衍射结构分析的晶体，而如何获得高质量的适合衍射的晶体一直都是困扰结构生物学家的主要问题。来自伦敦皇家学院和萨里大学（University of Surrey）的科学家为了诱导蛋白质形成晶体，使用了一种叫做结晶核的物质，它能促进蛋白质分子形成一种晶格，其理论基础是材料的多孔结构能困住蛋白质分子并促使它们结晶；研究人员使用一种由英国皇家学院的材料专家研制出的生物玻璃（BioGlass）作为困住和促进蛋白质晶体生长的脚手架，所述BioGlass是一种多孔材料，其上具有不同尺寸的孔穴，因此能困住不同大小的蛋白质；研究人员发现以生物玻璃作为结晶核，使蛋白质能够更容易结晶，并且BioGlass能诱导形成到目前最大的利用一个结晶核形成的蛋白质晶体。生物玻璃最有希望作为一种通用结晶核，能促使所有种类的蛋白质结晶。

美国专利文献US7252713 B2（申请号US20050534088，公开日2006年7月13日）公开了一种将介孔玻璃作为晶核而使大分子结晶的方法（Mesoporous glass as nucleant for macromolecule crystallisation），其中公开“adding a mesoporous glass as nucleant to a crystallization sample wherein the mesoporous glass comprises pores having diameters between 4 nm and 100nm and has a surface area of at least 50m²/g（向结晶样本中加入介孔玻璃作为晶核，其中所述介孔玻璃的孔穴直径在4nm至100nm之间，表面积至少50m²/g。）”

上述技术方案在使用介孔玻璃（也即上述生物玻璃）时，直接将玻璃投入蛋白质溶液中促进蛋白质结晶；实际使用生物玻璃时，是用小镊子镊住一粒，放入蛋白质溶液中，静置一段时间，观察蛋白质结晶状况；由于生物玻璃颗粒很小，因此用镊子镊取生物玻璃，实验过程要非常小心，不是十分方便；另外生物玻璃加入溶液后沉降至容器底部，其表面一部分的孔穴就失去了作用；而且为了配合镊取的方式，生物玻璃的颗粒较大，这样生物玻璃内部的孔穴也失去了作用。

发明内容

 本发明所要解决的技术问题是提供一种实施方便、效率较高的用生物玻璃促进蛋白质结晶的方法。

实现本发明目的的技术方案是一种用生物玻璃促使蛋白质结晶的方法，先将生物玻璃颗粒与增加生物玻璃表面活性的液体混合均匀，再进行超声振荡而获得生物玻璃悬浊液，然后用滴管将生物玻璃悬浊液转移至蛋白质结晶环境，从而生物玻璃悬浊液促进蛋白质结晶；所述生物玻璃颗粒的粒度100nm～200nm，平均孔径90nm～200nm，悬浊液中生物玻璃颗粒的浓度为1～100个/μL。

上述生物玻璃悬浊液中生物玻璃颗粒的浓度优选为2～50个/μL。

上述增加生物玻璃表面活性的液体为混合溶液，其中溶剂为去离子水，溶质包括浓度为15～25mg/mL的氯仿、1～3mg/mL的致孔剂聚乙二醇及3～8mg/mL活性剂硫酸化油。

上述增加生物玻璃表面活性的液体为去离子水。