단백질 결정화

단백질이 결정화 상태에 들어가기 전에, 이들은 일반적으로 용액에서 용해 된 상태에있다. 이 상태에서, 단백질 분자는 용매 전체에 분산되며 (일반적으로 물 또는 완충액) 자유롭게 움직일 수 있지만 여전히 접힌 구조를 유지할 수 있습니다. 단백질 결정화의 목적은 이러한 분산 된 단백질 분자를 용액으로부터 정렬 된 고체 격자 배열로 변환하여 결정을 형성하는 것이다. 올바른 조건 (농도, pH, 온도 및 특정 염 또는 기타 분자의 존재와 같은)을 찾으면 단백질 분자가 함께 모여서이 순서의 구조를 형성 하여이 변형을 용이하게합니다.

1. 결정화 전 :蛋白质溶解在溶液中，没有固体颗粒。蛋白质分子均匀地分散在整个液体中。
2. 결정화 중 :随着条件的变化（如由于蒸汽扩散），溶液中的蛋白质变得过饱和。这意味着溶液中的蛋白质浓度高于溶解状态下的正常浓度。此时，蛋白质分子开始聚集在一起，并以有序的重复模式排列，形成固态晶体。
3. 결정화 후 :系统由悬浮在剩余液体溶液中的固态蛋白质晶体组成。晶体不仅仅是固体颗粒，还具有内部有序结构。

단백질 결정화의 목적

단백질 결정화는 과학자들이 원자 분해능에서 단백질을 관찰 할 수 있도록 분자 생물학의 핵심 기술입니다. 이 미묘한 관찰 접근법은 다음을 포함하여 생물학 및 의학의 모든 측면에 대한 심오한 통찰력을 제공합니다.

• 단백질의 기능과 메커니즘을 이해하십시오.蛋白质的结构往往能揭示其功能。通过了解蛋白质中氨基酸的形状和排列，研究人员可以推断蛋白质如何与其他分子相互作用、如何发挥其功能以及如何调节其活性。
• 약물 디자인 :许多药物通过与蛋白质结合并调节其活性来发挥作用。了解蛋白质的精确结构有助于设计能更有效结合的新药，从而达到更好的治疗效果。这种方法被称为基于结构的药物设计。
• 질병 이해 :基因突变会导致蛋白质结构发生改变，进而改变功能。通过比较正常蛋白质和变异蛋白质的结构，研究人员可以深入了解许多疾病的分子基础。
• 생명 공학 응용 프로그램 :了解蛋白质结构有助于设计具有新功能的蛋白质，这些蛋白质可用于各种生物技术应用，如工业流程中的酶设计。
• 진화 적 통찰력 :比较不同物种的蛋白质结构可以深入了解蛋白质的进化过程和功能保护。

단백질 결정화 방법

증기 확산

개요 :蒸汽扩散是一种广泛应用的蛋白质结晶方法，它依赖于蛋白质和沉淀剂的缓慢浓缩。当水从蛋白质溶液蒸发到储层溶液时，蛋白质和沉淀剂的浓度就会增加。一旦溶液达到过饱和，晶体就会形成。

설정:无论是悬滴法还是坐滴法，都是将含有蛋白质溶液和沉淀剂混合物的液滴放置在含有较高浓度沉淀剂的储液器附近。在悬滴法中，液滴被放置在一个倒置的盖玻片上，盖玻片密封在储液器上。在坐滴法中，液滴位于储液器上方密封井内的平台上。

기구:随着时间的推移，液滴中的水分蒸发并扩散到储液器中。这种蒸发将蛋白质和沉淀物浓缩在液滴中，在有利条件下促进结晶。

배치 결정화

개요 :在这种方法中，蛋白质和沉淀剂直接混合在一起，系统不受干扰，让晶体形成。

설정:在一个容器中将蛋白质溶液与沉淀剂溶液混合。

기구:当混合物中的条件变得有利时（通常是由于缓慢蒸发或由于蛋白质分子与沉淀剂之间的特殊相互作用），蛋白质分子开始聚集在一起并有序排列，形成晶体。

미세 배치 결정화

개요 :这是“批量结晶”的一种变体，专为非常小的体积设计，以防止蒸发。

설정:将少量蛋白质和沉淀剂混合在一个孔中，然后用一层油（如石蜡油或硅油）覆盖，以防止蒸发。

기구:油层确保液滴内的条件随着时间的推移保持稳定。没有蒸发的影响，蛋白质和沉淀剂可以在受控条件下相互作用，从而在适当的条件下实现结晶。

단백질을 결정화하기가 어려운 이유는 무엇입니까?

1. 단백질은 표면, 전하 및 형태가 다른 복잡한 분자입니다.
2. 특정 단백질의 결정화를위한 올바른 조건을 찾는 것은 건초 더미에서 바늘을 찾는 것과 관련이 있습니다.
3. 약간의 불순물은 또한 결정화를 억제합니다.
4. 일부 단백질 자체는 유연성 또는 다중 구조를 가지므로 결정화하기가 어렵습니다.

수동과 비교하여 단백질 결정화의 자동화 된 가공의 장점 :

1. 일관성과 반복성 : 자동화는 인적 오류를 줄입니다.
2. 높은 처리량 : 자동화는 수천 가지 조건을 동시에 테스트 할 수 있습니다.
3. 고효율 : 자동화 시스템은 연중 무휴 24 시간 작동하여 프로세스 속도를 높일 수 있습니다.
4. 자원 절약 : 작은 부피를 사용하면 필요한 귀중한 단백질 샘플의 양이 줄어 듭니다.
5. 데이터 관리 : 자동화 시스템에는 종종 데이터 저장 및 분석을위한 통합 소프트웨어 솔루션이 장착되어 있습니다.