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Cube crystal膜蛋白結(jié)晶板簡介
人體約三分之一的蛋白都是膜蛋白，是眾多生理功能的承擔(dān)者。膜蛋白參與大量的生理活動(dòng)，如營養(yǎng)物質(zhì)交換、信號(hào)傳遞和免疫反應(yīng)等。因各種原因引起的膜蛋白功能障礙會(huì)引起各種疾病。同時(shí)膜蛋白也是眾多數(shù)藥物作用的靶點(diǎn)，因此對膜蛋白結(jié)構(gòu)和功能的研究也就顯得尤為重要。
然而，現(xiàn)階段人類對膜蛋白的了解，特別是其三維空間結(jié)構(gòu)的了解卻知之甚少，除了膜蛋白難以獲得而外，由于膜蛋白特殊的親水/疏水特性，適用于可溶蛋結(jié)晶的氣相擴(kuò)散法（vapor diffusion）傾向擴(kuò)散法并不是適用于膜蛋白結(jié)晶。因此，膜蛋白在體外能否順利結(jié)晶以便于后續(xù)結(jié)構(gòu)研究也是制約其發(fā)展的瓶頸之一。為了解決膜蛋白結(jié)晶這一難題，在1996年，Landau和Rosenbusch通過脂質(zhì)立方相（LCP）技術(shù)成功的獲得了完整的細(xì)菌視紫紅質(zhì)蛋白的3.7埃晶體結(jié)構(gòu)。在此之后，通過脂質(zhì)立方相結(jié)晶膜蛋白成為了一個(gè)廣泛實(shí)用技術(shù)被大多數(shù)膜蛋白研究人員所采用。
然而LCP操作繁瑣且耗時(shí)較長，因此在進(jìn)一步研究LCP和氣相擴(kuò)散法的優(yōu)勢后，德國Cube Biotech的科研人員推出了基于CIMP （Controlled in meso phase）技術(shù)的Cubecrystal膜蛋白結(jié)晶板，此技術(shù)運(yùn)用了LCP結(jié)晶蛋白的原理，同時(shí)結(jié)合了氣相擴(kuò)散法的效率將膜蛋白結(jié)晶能力推向了一個(gè)新的高度。
CIMP技術(shù)會(huì)實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)階段：（１）Hydrated LCP phase:水含量90%到45%之間。（２）Lipidic cubic phase (LCP) ：水含量45%和26%之間的中間相。（３）Lamellar phase:蛋白質(zhì)之間的聯(lián)系增強(qiáng)，此階段含水量低于26%。晶體的形成可以發(fā)生在這些階段中的任何一個(gè)。我們的模型蛋白細(xì)菌視紫紅質(zhì)，得到了不同幾何形狀、晶體大小和不同階段的衍射的蛋白結(jié)晶。
Cubecrystal膜蛋白結(jié)晶板的操作極為簡單，結(jié)晶板是基于紫外透光的MRC 2孔結(jié)晶板為基礎(chǔ)，每一單元分為結(jié)晶雙孔和一個(gè)蓄液池組成。兩孔蛋白結(jié)晶孔已經(jīng)預(yù)涂脂質(zhì)（高純度mono-olein ）。純化的蛋白溶液可以直接滴加到蛋白質(zhì)孔內(nèi)，只需簡單的幾步操作便能得到膜蛋白結(jié)晶。
引用文獻(xiàn)：
1. Kubicek J., Schlesinger, R., Baeken C., Büldt, G., Schäfer, F., Labahn, J. (2012) Controlled in meso phase crystallization - a method for the structural investigation of membrane proteins. PLoS One 7(4):e35458.
2. Landau EM, Rosenbusch JP (1996) Lipidic cubic phases: A novel concept for thecrystallization of membrane proteins. Proc Natl Acad Sci USA 93:14532–14535.
3. Caffrey M (2008) On the mechanism of membrane protein crystallization in lipidic mesophases. Cryst Growth Des 8: 4244–4254.