一種新型蛋白結(jié)晶微流體裝置,，使得用戶能用動(dòng)力學(xué)特征篩選來(lái)替代以前的化學(xué)條件篩選,，以便能獲得發(fā)生原位衍射的高質(zhì)量結(jié)晶,。
長(zhǎng)久以來(lái),，蛋白質(zhì)結(jié)晶與其說(shuō)是一門科學(xué),，倒不如說(shuō)更像是一門藝術(shù),。何種條件下它會(huì)形成一個(gè)大型的高質(zhì)量結(jié)晶,？要做這樣的精確預(yù)測(cè)幾乎是不可能的，因此,，結(jié)晶專家們通常會(huì)根據(jù)他們的經(jīng)驗(yàn),，對(duì)幾千種不同的條件進(jìn)行篩選。“由于射線技術(shù)和計(jì)算水平的提高,，我們已經(jīng)非常擅長(zhǎng)采集數(shù)據(jù)和解析晶體結(jié)構(gòu)了,，然而，在實(shí)際中要獲得理想的結(jié)晶仍然很困難,，”來(lái)自加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的Carl Hansen教授這樣評(píng)價(jià),。
Hansen曾是斯坦福大學(xué)Stephen Quake領(lǐng)導(dǎo)的研究小組的成員，在開發(fā)蛋白結(jié)晶專家所需要的微流體方法這一領(lǐng)域無(wú)疑是一名領(lǐng)導(dǎo)者,。Quake的研究小組目前已經(jīng)能非常成功地使得篩選過(guò)程變?yōu)樾⌒突妥詣?dòng)化,，大幅度地減少了所需蛋白質(zhì)的數(shù)量，同時(shí)也允許更多的篩選條件得以平行進(jìn)行檢測(cè),。那些不得不使用大型結(jié)構(gòu)管道的公司,，比如制約公司，對(duì)這些革新技術(shù)非常歡迎,，大都引進(jìn)了由Quake實(shí)驗(yàn)室所開發(fā)出的商業(yè)性TOPAZ系統(tǒng),。
在近期出版的《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)刊》上，有關(guān)文章介紹了Quake的研究小組這方面的新進(jìn)展：他們以自由界面擴(kuò)散(FID)為基礎(chǔ)研制了一種微流體裝置,，使用了所謂的動(dòng)力學(xué)優(yōu)化法來(lái)替代以前使用的化學(xué)條件變化法,，從而建立了一種有別于傳統(tǒng)的替代方法,，來(lái)解決晶體化篩選問(wèn)題。“在這種裝置上,，化學(xué)條件是完全不變的,；我們這里是控制混合率和脫水率，在一定的化學(xué)空間內(nèi)篩選出不同的曲線來(lái),，”Hansen解釋說(shuō),。不同長(zhǎng)度的液體管道，可對(duì)蛋白質(zhì)和沉淀劑的混合率進(jìn)行控制,；這些管道與薄片上的每個(gè)FID結(jié)晶化小室進(jìn)行連接,。這些結(jié)晶化小室通過(guò)一個(gè)能調(diào)控水合作用的通透性二甲基硅氧烷聚合物膜(PDMS)，與一個(gè)液體池分隔開來(lái),。
另外,，這一裝置為蛋白結(jié)晶專家提供了一種非常實(shí)用的特征。在薄片上的PDMS薄膜內(nèi)生長(zhǎng)的晶體,，能被沖刷出該裝置,，直接積聚起來(lái)用于衍射研究，那些需要直接處理的事情在這里就變得沒有必要了,。高通量結(jié)構(gòu)問(wèn)題能通過(guò)原位的衍射數(shù)據(jù)得以解決,。“在所有其它的結(jié)晶化程序中，有個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題總是有疑問(wèn)的,，那就是：你幾乎始終無(wú)法判斷,，在末尾采集過(guò)程中遭到破壞的是否是一個(gè)好的結(jié)晶，或者從形成的開始階段它就是一個(gè)壞的結(jié)晶,，” Hansen說(shuō)?，F(xiàn)在這一具有重要價(jià)值的新裝置，能夠?yàn)榈鞍捉Y(jié)晶專家節(jié)省很多時(shí)間,，更不用說(shuō)還解決了那些令人頭痛的問(wèn)題了,。
注：夏雨譯自2006年4月號(hào)的《自然-方法學(xué)》，版權(quán)為英國(guó)NPG出版集團(tuán)所有,。更多信息請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：http://www.natureasia.com/ch/naturemethods
