您的晶体如何生长?

华盛顿特区(2010年9月14日)—因为确定蛋白质分子结构的主要瓶颈之一是产生良好的分离单晶,所以改进的结晶技术将在广泛的基因组学和药物研究中有用。

研究报告在 化学物理学杂志 使用荧光相关光谱(FCS)来研究晶体生长过程中的过程。通过将激光聚焦在晶体表面上并测量所产生的荧光,FCS可以分辨出与光的单个波长一样小的尺寸。

“荧光的另一个优点是它提供了很高的信噪比,”日本广岛大学的作者田中伸平说。“我们能够在晶体界面上测量非常稀的溶液。”

研究人员发现,当形成蛋清溶菌酶的单四方晶体时,溶液与晶体表面之间没有浓度梯度。但是,在形成针状分支晶体团块(称为球晶)时,在表面观察到的浓度比本体溶液的浓度高出几倍。作者将差异归因于界面附近松散结合的分子的聚集体。

通过FCS对晶体附近的动力学进行表征可以为改善结晶过程提供方向—基于反复试验,目前艺术与科学一样多—因为球晶不适用于结构表征。

“尽管我们知道两种晶型之间存在某些差异,但与四方单晶周围的均质状态相比,球晶中分子的浓度程度却令人惊讶,” says Tanaka.

分析结果可能会改善生物分子良好晶体的分离。例如,结果表明可以利用激光进行局部加热来控制局部浓度并避免球晶形成。

文章,“通过荧光相关光谱研究蛋白质溶菌酶结晶过程中靠近晶体表面的慢分子动力学”田中伸平(Shinpei Tanaka)出现在 化学物理学杂志. http://link.aip.org/link/jcpsa6/v133/i9/p095103/s1

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