[发明专利]一种用于原位X-射线衍射的蛋白质复合育晶盒有效

专利信息
申请号: 201910666665.9 申请日: 2019-07-23
公开(公告)号: CN110256527B 公开(公告)日: 2020-07-28
发明(设计)人: 韩毅;仓怀兴;万缨;李雪梅;王娅 申请(专利权)人: 中国科学院生物物理研究所
主分类号: C07K1/30 分类号: C07K1/30
代理公司: 北京德崇智捷知识产权代理有限公司 11467 代理人: 董柏雷
地址: 100101*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 原位 射线 衍射 蛋白质 复合 育晶盒
【说明书】:

发明公开了一种用于原位X‑射线衍射的蛋白质复合育晶盒,旨在解决生物技术领域需要将蛋白质晶体从结晶室中捞出实施X‑射线衍射而可能损伤晶体的技术问题,为研究蛋白质分子的结构与功能和进一步的智能药物开发提供更有效的手段。该复合育晶盒由阵列排布的多个复合结晶室和/或多个汽相结晶室及磁性材料组成,两种结晶室内部都有吸附固定沉淀液或平衡液的多孔质材料、吸附和固定蛋白液和蛋白质晶体的凝胶薄层,以及用于将蛋白液与沉淀液或平衡液隔离开的挡板;挡板上面有缺口或缝隙,使得蛋白液与沉淀液直接接触,或借助汽相接触。接触的结果是蛋白液达到过饱和并析出蛋白质晶体。使用时无需捞出晶体,直接将育晶盒侧立置于X‑射线衍射仪上即可。

技术领域

本发明公开了一种用于将溶液中生长的蛋白质晶体连同容器一起直接置于X-射线中实施原位衍射的复合育晶盒,属于生物技术领域。

背景技术

生命科学是二十一世纪的科学,人类基因组计划引发的生命科学革命,在后基因组时代的结构基因组或蛋白质组时期达到高潮,因为基因只是生命的蓝图,而蛋白质才是生命的实现。蛋白质既是构筑生命体的“砖块”,又是执行生命活动的“分子机器”。

蛋白质分子机器的功能取决于它的分子结构。蛋白质分子非常复杂,通常由成千上万个碳、氢、氧、氮、硫等原子构成。蛋白质的分子结构可以分为I级结构、II级结构、III级结构和IV级结构。I级结构呈无分枝线状,由相同或不同氨基酸的羧基与羟基通过缩合反应生成肽键相连,称为肽链。II级结构是I级结构折叠形成的典型花样,如螺旋状、片层状。蛋白质分子的III级结构是由有序的II级结构和肽链无序部分共同形成的三维空间结构,这时的蛋白质分子便具有了特定的功能。IV级结构是指几条各自具有自己的III级结构的肽链组装形成的复合物,单条肽链称为亚基。可以发现,蛋白质分子的III级结构非常重要,不同的I级结构可以有相似的III级结构以致类似的功能,而不同的III级结构决定了不同的生物学功能。因此,揭示和研究蛋白质分子的III级结构对于进一步研究其生物学功能、病理机制乃至智能蛋白质药物的开发具有十分重要的意义。

研究测定蛋白质分子的III级结构是结构基因组学或蛋白质组学的核心工作。当前主要有四种方法:晶体X-射线衍射法、NMR核磁共振法、冷冻透射电子显微镜法、理论预测法。晶体X-射线衍射法是当前最重要和最常用的方法,是将蛋白质分子组装为单晶体,单晶体经过X-射线照射获得包含分子结构信息的衍射花样,衍射花样再经过一系列的晶体学计算分析,最终还原出蛋白质分子三维空间结构的“庐山真面目”。由于蛋白质分子原子多、结构松散、含水量高等一系列原因,生长大尺寸和高质量的晶体非常困难。研究人员为此研制出汽相扩散结晶法、液相扩散结晶法、配液结晶法、透析结晶法等各种方法,甚至将结晶工作拿到天上进行,以期借助微重力对蛋白液中对流的抑制来提高蛋白质晶体的生长尺寸和质量。这些方法中,最常用的是汽相结晶法和液相结晶法,不同蛋白质有时需要选用不同的方法。

随着X-射线光源的功率和质量的提高,如同步辐射光源的使用,对蛋白质晶体尺寸的要求由毫米级降为微米级,但随之而来的问题是晶体的捞取、固定、液氮冷冻、对心调节等操作更加困难。

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