[實用新型]一種利用可見光促使蛋白質結晶的裝置

無效

• 申請號: 201020501518.0
• 申請日: 2010-08-23
• 公開（公告）號: CN201844942U
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 尹大川;朱麗;盧慧甍;鹿芹芹;劉永明;郭云珠
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01N1/44
• 分類號: G01N1/44
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明涉及一種促使蛋白質結晶的光照裝置，特別是通過可見光波段的LED(發光二極管)持續照射蛋白質結晶溶液促使蛋白質結晶的裝置。

背景技術

蛋白質分子的三維結構與功能研究是目前生命科學領域的前沿問題。獲取蛋白質分子的三維空間結構信息對我們從分子水平理解生命現象的本質、開展基于結構的理性藥物設計等工作有很重要的意義。目前人們主要通過X射線單晶衍射技術來獲得蛋白質分子的三維結構，對該技術而言，首先必須得到能夠對X射線產生衍射的蛋白質單晶樣品。但是由于蛋白質的相對分子質量高，幾何形狀復雜，表面帶多種電荷等特點，使蛋白質分子之間存在很多位點可供相互作用或相互結合，從而導致蛋白質的結晶比小分子和有機物的結晶困難。因此，如何獲取高質量、適合衍射的蛋白質晶體仍是阻礙成功解析分子結構的難題。不過，經過長期的努力，人們在蛋白質結晶方面已經積累了許多成功的經驗。

光照誘導結晶的方法可視為一種新穎的技術。近年來的研究證實，特定條件下的光照不僅可促使有機分子的結晶，還可促使蛋白質分子的結晶，使之有可能為蛋白質分子的三維結構解析提供高質量衍射樣品。在光照促使蛋白質結晶研究方面，人們已做了大量研究工作，并取得了重要進展。已有的光照促使蛋白質結晶研究局限在兩個方面：(1)利用紅外波段激光進行照射(800nm附近)，(2)利用大功率紫外光源(280nm附近)進行照射。兩種光源由于傳遞能量較大，為防照射使蛋白質變性，只能對蛋白質結晶溶液進行短暫的照射。對實際蛋白質結晶而言，使用這些光源存在如下問題：首先，使用這些光源，照射時間難以控制。照射時間過長，會導致蛋白質變性，照射時間過短，又沒有促使結晶的效果。其次，這些光源造價較高，不利于推廣。最后，使用這些光源過程中，會產生較大熱量，導致結晶溶液的溫度升高。這對多數的蛋白質結晶而言，是不利的。可見，要想在實際蛋白質結晶工作中推廣應用上述光源，需要克服不少障礙。如果采用可見光冷光源，可以實現對蛋白質結晶溶液的持續照射而不使蛋白質變性，從而避免上述問題。曾有可見光短暫照射蛋白質結晶溶液的報道，但沒有發現促使蛋白質結晶的作用。因此，迄今尚無利用可見光持續照射蛋白質結晶溶液以促使蛋白質結晶的報道。

發明內容

為了克服現有技術不易控制、成本高和易產生熱量的不足，本發明選擇LED冷光源產生單色可見光，利用該可見光，對蛋白質結晶溶液實施持續照射，促使蛋白質結晶。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一個內部溫度控制在0～55℃的不透光的密閉容器，該容器內上方安裝有光源，下方安裝有樣品臺。光源采用LED冷光源作為光照裝置的光源元器件，插接在面包板上，組成LED點陣光源。樣品臺提供放置樣品的位置。樣品是單個或多個上端透明的容器中注入的蛋白質結晶溶液。

所述的LED器件包括所有光波長范圍為400～700nm的可見光光源。

所述的蛋白質結晶溶液是指由擬研究的活性蛋白質和結晶劑(即可促使蛋白質結晶的各種化學試劑，如各種鹽、有機小分子及其混合物等)在緩沖液(即維持溶液pH值的溶液，如由醋酸鈉和醋酸配制的特定pH值的溶液)中混合的液體，在條件適宜時，溶液中可析出晶體，實現蛋白質結晶。

本發明工作時包括以下步驟：

a.裝配實驗裝置：選擇一定波長的LED器件，將其插接在面包板上，組成LED點陣光源。將該點陣光源安裝到一個內部溫度得到控制的不透光的密閉容器上方，使其光管發光方向朝向下方。接通點陣光源電源，使LED導通。

b.配制蛋白質結晶溶液：根據結晶需求，配制單個或多個蛋白質結晶溶液。將這些結晶溶液放置于LED點陣光源正下方的樣品臺上，并使樣品與LED點陣光源之間的距離保持1～20cm。

c.結晶：將所述樣品與裝置控溫于0～55℃條件下，并持續照射樣品1～500小時。結晶完畢后，回收結晶板，觀察實驗結果。

本發明的有益效果是：由于采用了LED冷光源，并使光源與結晶樣品保持一定距離，可以實現對樣品的持續照射而不產生使蛋白質變性、使溶液溫度顯著上升的弊端，從而可以很好地研究可見光對蛋白質結晶的影響。利用此裝置進行蛋白質結晶，蛋白質結晶的成功率與現有技術無光照條件下相比平均提高25％以上。自然條件下蛋白質無法結晶的條件，通過可見光持續照射后可以生長出晶體。此裝置操作簡單、高效等特點使其可以應用于所有開展蛋白質結晶研究的實驗室。

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖中：1-面包板；2-LED冷光源；3-樣品臺；4-結晶板。

具體實施方式