蛋白质晶体的物理性质及其鉴别方法研究进展

蛋白质晶体由蛋白质分子有序排列的框架组成,其内部富含溶剂(水)分子,外观形貌多种多样,其物理性质与常规固态晶体相比有很大不同。我们针对蛋白质晶体的一些物理性质(包括低密度、机械性能、声学、热学、光学等性质),进行了研究进展评述,并根据蛋白质晶体的特殊物理性质,评述了人们发展出的从蛋白质结晶液中区分蛋白质晶体的方法。

乙酰胆碱酯酶分子研究进展

乙酰胆碱酯酶是生物体内胆碱能神经传导中的一种关键酶,它能够快速水解神经递质乙酰胆碱,保证神经信号在生物体内正常传递。乙酰胆碱酯酶结构和催化功能研究一直是生命科学的重要课题,可为研制有针对性的新药和杀虫剂提供重要理论依据。我们简要介绍了乙酰胆碱酯酶的三维晶体结构、活性位点、高效催化机制及其应用。

强迫流动环境对蛋白质结晶的影响

生长高质量蛋白质晶体一直是结构生物学领域的瓶颈问题之一。因此,研究蛋白质结晶方法学,提高获得高质量蛋白质晶体的几率,意义重大。强迫流动作为一种特殊的物理环境,对蛋白质溶液形核以及晶体生长过程有着显著的影响。综述了不同的强迫流动环境对蛋白质结晶过程的影响,并对影响机理进行了分析。近期的研究发现,对某些蛋白质而言,强迫流动环境有利于生长尺寸大、质量高的蛋白质晶体。

用于晶体生长的地基无容器悬浮技术

空间微重力环境下几乎无对流和沉降,可为晶体生长提供一个相对稳定和均一的理想环境,易于得到尺寸较大的高质量单晶。但是,空间结晶实验成功率低,费用昂贵,实验机会受限。因此,研发各种空间微重力环境地基模拟技术具有重要意义。目前可用于晶体生长的地基无容器悬浮技术主要有空气动力悬浮、静电悬浮、电磁悬浮、液体界面悬浮、超声悬浮和磁场悬浮技术等。这些地基模拟技术可实现晶体的无容器悬浮生长,避免器壁对晶体生长的不良影响,提高晶体质量,为解决X射线单晶衍射技术中的瓶颈问题提供新途径,还可为在地基进行结晶动力学和机理研究提供简单易行的方法。从技术原理、优势、缺陷及在结晶(特别是蛋白质结晶)中的应用4个方面对这些技术逐一进行了介绍和评述。重点介绍了液体界面悬浮、超声悬浮和磁场悬浮技术这3种用于蛋白质晶体生长的较为成熟的地基无容器悬浮技术。

空间微重力环境下蛋白质晶体生长的研究进展

空间微重力环境可消除或减弱常重力场下溶液中存在的对流和沉降,为蛋白质晶体生长提供一个相对均一和稳定的环境,有利于得到尺寸更大、衍射分辨率更高的蛋白质晶体。通过对这些高质量空间晶体进行X射线衍射分析,可获得多种蛋白质的精细三维结构。从空间蛋白质晶体生长的发展历史、研究成果、生长机理、存在的问题与对策等方面总结了空间微重力环境下蛋白质晶体生长的研究进展,展望了空间蛋白质结晶的未来。

建构“水管—水龙头”模型研究基因互作

以色素代谢流程为背景构建"水管—水龙头"模型,可以研究自由组合定律,理解基因间的相互作用。该模型可分为串联和并联两种类型,构建过程中应用了"伯—仲—叔"的罗列方法,并在求解基因型种类及概率时,运用了"补集思想"对其进行补充验证。该模型还可应用于人类遗传病等题境,具有一定的普适意义。