解結構已經高度程式自動化,已經不需要完全清楚背後數學計算原理也能依靠軟體和protocol解出乙個蛋白結構了。人力密集的地方還是在純化蛋白的條件摸索和結晶條件的試錯,現在在之前各大佬編寫的各種軟體如hkl3000、xds、ccp4、coot、phenix的庇蔭下也過了一遍解結構。
晶體生長和優化:
這一步比較看運氣,但也有經驗可做指導
蛋白質晶體生長狀況取決於溶液過飽和程度,控制晶核的數目也是重點,點晶之前過濾蛋白溶液,清潔玻片,加等體積蛋白溶液至此池液上 (這個體積 比將決定平衡後的蛋白質濃度),混合均勻,應避免氣泡出現。
晶體生長過程中需要注意觀察的時間間隔,有可能晶體生長出來放太久未及時觀察又溶解了或者晶體逐漸崩壞導致衍射質量不好。
晶體優化主要集中在蛋白濃度、純度(純度一般都達標)、ph、沉澱劑的濃度、溫度和濕度,還可以考慮新增配體、底物共結晶、新增劑增加蛋白的穩定性,或者截斷柔性區域。匯入籽晶,把低解析度的晶體作為籽晶。
如果蛋白是酶,儘量減少純化步驟,減少非特異原因導致蛋白修飾,最好結合上配體和抑制劑,可使蛋白構象更剛性,有利於結晶。
在相同條件下,較慢的生長速率有利於提高晶體的質量。如果晶體生長過快,比如第二天,那麼晶體晶格可能有缺陷,要降低生長速度,降低沉澱劑濃度,降低蛋白濃度,減少池液量,減少擴散速度,移取過程中不能震動。
不管有沒有二硫鍵,只要有cys就在純化步驟中加入dtt、巰基乙醇或者tecp。
硫酸胺, 二甲基-2,4-戊烷二醇(mpd)及peg 4000是初次結晶時經 常使用的沉澱劑,銨鹽很容易晶體(磷酸氫二銨)。
將環糊精或其衍生物新增到蛋白質溶液中,其中環糊精或其衍生物的終濃度為0.001~5g/ml。
加dmso減少晶核。
它在高解析度下 (通常6?以下什麼也沒有) 只有少數幾個很強的衍射點。根據我們的經驗, 新增劑如β-正辛基?-d-吡喃型葡糖(苷)甙 (β-octyl glucoside) 可能有助於消除孿晶的問題。
蛋白質在等電點時,其溶解度最小,最易形成沉澱物。
濃度一般最佳5~30mg/ml,好的晶體蛋白濃度一般低或者中等。
過飽和形成晶體速度一般三天到幾周比較好。鹽濃度適中的區域中,只有少數較大的單晶體,隨著過飽和濃度增加,溶液中晶體數量增加,單個晶體的體積減小,同時晶體分布整個液滴,當過飽和度大於1o,沉澱劑濃度較低時,液滴中基本上是均勻分布大量的微晶,接著當沉澱劑的濃度公升高,蛋白分子快速聚合,導致出現沉澱,生長適合衍射分析的高質量晶體的最佳區域是亞穩定區域,該區域的過飽和度不足以生成新的晶核,已有晶核可以繼續生長,當溶液的過飽和度剛剛高於亞穩定區上界的時,因生成晶體導致蛋白濃度下降而直接進入亞穩定區,以生成的晶體就可以慢慢長陳晶體。
溫度:低離子強度隨溫度增加蛋白質溶解度增加,高離子強度下蛋白質的溶解度隨溫度增加減小。大多數在4~22℃。
ph theoretical pi: 8.95 蛋白質在等電點時,其溶解度最小,最易形成沉澱物,有利於結晶。
沉澱劑濃度越大,形成的晶核就越多,容易形成許多小的晶體。
要是想要的得到大而少的晶體就要降低沉澱劑的濃度,這個是要摸索條件得到的。
一般來說通過初篩得到的緩衝劑條件是不用變的,而可以將鹽濃度以及沉澱劑的濃度設定梯度來得到更好的晶體。
沉澱劑:對水,溶劑而非蛋白,分鹽和有機。peg分子量越高,蛋白溶解度越低,高離子強度下結晶越有利。
這次資料**比較坎坷,交接不太明白、hkl3000碰巧過期,臨時用xds收集處理衍射圖,用…xds_aimless.mtz加兩33%、35%的模板pdb,目的蛋白seq.fasta在phenix phaser_mr得到生成的pdb和mtz檔案,llg 80左右勉強可行,tfz 12左右》8。序列和目標序列比對只有30左右,直接autobuild得新的pdb和mtz,r-work 0.26 r-free 0.29,活性中心hem重新手動匹配進電子密度圖。
未完待續
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