[发明专利]一种提高蛋白质结晶成功率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高蛋白质结晶成功率的方法。

背景技术

蛋白质结构的解析对于解释与蛋白质功能相关的生理活动具有非常重要的作用。虽然目前解析蛋白质结构的方法有很多种，但X射线单晶衍射技术解析蛋白质结构的方法仍然是最重要、最成熟、应用最为广泛的一种技术。而对于这种技术，蛋白质晶体是必需的介质。因此，蛋白质晶体的获得成为采用X射线单晶衍射技术解析蛋白质结构的关键因素。方便、高效的蛋白质晶体生长技术成为采用这种技术解析蛋白质结构的前提。

采用加入形核剂促使形核的异相形核法，在一定程度上提高了蛋白质溶液的形核率，从而可以提高蛋白质的结晶成功率。Thakur等人采用加入不同种类的形核剂的方法使蛋白质的结晶成功率提高了2%～67%（Improved Success of Sparse Matrix Protein Crystallization Screening with Heterogeneous Nucleating Agents.PLoS ONE,2007,2(10),e1091）。但形核剂以异物的形式加入到溶液中，这给晶体生长后期晶体的分离带来一定的困难。异相形核除了以形核剂为形核中心外，也可以依靠容器的器壁形核。这种异相形核方式，为解决前述问题提供了一种可行的途径。通过改变结晶容器壁的物理或化学状态来提高蛋白质溶液的形核率可以在不引入异物的条件下来提高蛋白质结晶成功率，从而可以解决加入形核剂的方法带来的晶体分离困难的问题。

目前，蛋白质晶体的生长是将蛋白质溶液置入商用结晶板中进行生长。由于这种结晶板是商业产品，其所采用的材料表面光滑，吸附能力差，而蛋白质分子较大，吸附困难，这使得蛋白质溶液依靠器壁异相形核产生一定障碍。基于此，可以从改善结晶板的吸附性能着手，采用一定的手段对结晶板的表面进行处理，可以达到促进蛋白质异相形核，提高结晶成功率的目的。

发明内容

为了解决普通商用结晶板亲水性差、对蛋白质溶液的吸附能力较弱的问题，本发明采用一种方法对结晶板进行表面处理，可改善上述问题，提高蛋白质结晶成功率。该方法采用具有强氧化性的酸性溶液或具有腐蚀性的有机溶剂溶液对结晶板进行处理，可以改变结晶板表面粗糙度，生成羟基、羧基、羰基等具有亲水性的官能团，从而使结晶板表面的物理化学状态产生改变，达到改善亲水性，增加材料吸附能力的目的。此外，采用这种方法，可以通过改变处理溶液的配方、处理温度、处理时间等，获得具有不同表面物理化学状态而具有不同吸附性能的结晶板。为提高不同种类蛋白质的结晶成功率提供了一种可行的方法。

本发明的技术方案包括如下步骤：

（1）表面处理溶液的配制。将溶质、溶剂以及水按照一定顺序和比例混合均匀，配制成具有特定组分及比例的溶液。

（2）结晶板的处理。将配制好的溶液置于恒温水浴中，温度设置范围为常温至70℃，待溶液温度稳定后，将结晶板浸入配制好的表面处理溶液中，浸蚀一定时间。

（3）蛋白质结晶实验。配制不同种类的蛋白质结晶溶液，将配制好的结晶溶液加入到表面处理过的结晶板中，以未处理的结晶板作为对照实验，在恒温培养箱中培养。观察实验室结果。

所述的处理溶液由具有特定比例的试剂配制而成。

所述的结晶板为所有用于蛋白质结晶的结晶板。

所述的蛋白质为所有需要结晶的蛋白质。

本发明的有益效果是：通过将结晶板浸入到特定的溶液中，使结晶板表面发生一些物理或化学变化，这些变化包括结晶板表面发生局部溶解，甚至高分子链断裂，从而使表面产生凹坑而变得粗糙不平。此外，还可以在结晶板表面产生亲水性基团或接枝短链小分子等。这些变化改善了结晶板的亲水性，从而可以提高蛋白质溶液的形核率，最终提高蛋白质的结晶成功率。

具体实施方式

以下将对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

实施例1：

1.表面处理溶液的配制。将重铬酸钾加入到蒸馏水中，搅拌至重铬酸钾完全溶解，然后向重铬酸钾溶液中缓慢加入浓硫酸并不断搅拌至溶液混合均匀，所得均匀溶液中各组分的质量比为：重铬酸钾：蒸馏水：浓硫酸=1：（2-5）：（25-40）。

2.结晶板的处理。将配制好的溶液放置在恒温水浴中，设置水浴温度为常温至70℃，等溶液温度均匀后，将结晶板放入溶液中处理，时间为2至24小时。