去垢剂在膜蛋白纯化和结晶中应用的研究进展

解析膜蛋白结构并研究其功能是当前生物学领域最前沿的研究热点之一.但是由于膜蛋白疏水结构域的存在,蛋白在水相环境中容易聚合,造成其纯化乃至结晶过程有较大困难.是膜蛋白结构解析的最主要瓶颈之一.去垢剂作为一种双极性分子,是目前解决膜蛋白纯化与结晶问题的关键材料,它能在水相环境中维持膜蛋白构象的稳定,因此在膜蛋白纯化和结晶中得到了广泛的应用.讨论了去垢剂理化性质、膜蛋白纯化和结晶中去垢荆的选择及一些新兴去垢剂的发展等问题.     

Progresses in Selection of Detergents for Membrane Protein Purification and Crystallization

解析膜蛋白结构并研究其功能是当前生物学领域最前沿的研究热点之一.但是由于膜蛋白疏水结构城的存在,蛋白在水相环境中容易聚合,造成其纯化乃至结晶过程有较大困难,是膜蛋白结构解析的最主要瓶颈之一.去垢剂作为一种双极性分子,是目前解决膜蛋白纯化与结晶问题的关键材料,它能在水相环境中维持膜蛋白构象的稳定,因此在膜蛋白纯化和结晶中得到了广泛的应用.讨论了去垢剂理化性质、膜蛋白纯化和结晶中去垢剂的选择及一些新兴去垢剂的发展等问题.     

去垢剂在膜蛋白纯化和结晶中应用的研究进展

解析膜蛋白结构并研究其功能是当前生物学领域最前沿的研究热点之一.但是由于膜蛋白疏水结构城的存在,蛋白在水相环境中容易聚合,造成其纯化乃至结晶过程有较大困难,是膜蛋白结构解析的最主要瓶颈之一.去垢剂作为一种双极性分子,是目前解决膜蛋白纯化与结晶问题的关键材料,它能在水相环境中维持膜蛋白构象的稳定,因此在膜蛋白纯化和结晶中得到了广泛的应用.讨论了去垢剂理化性质、膜蛋白纯化和结晶中去垢剂的选择及一些新兴去垢剂的发展等问题.     

成核剂对聚丙烯材料结晶形态的影响

利用X射线衍射(XRD)结合图像分析系统对成核聚丙烯(PP)结晶度、晶粒、晶胞结构及球晶形态进行了定量分析研究,结果表明,成核剂的加入对聚丙烯高层次和低层次结晶形态均有影响:在聚集态结构层次,随成核剂加入量增多,球晶尺寸下降,小尺寸球晶增多且分布逐渐变窄,结晶度增大,当成核剂加入量超过0.4%~0.5%(质量分数),球晶尺寸趋于稳定,且结晶度上升幅度变小。成核剂对PP片晶厚度和晶胞结构也有不同程度的影响,晶面法向晶粒尺寸随成核剂加入量增大而下降,(041)晶面最为明显;晶格参量在一定范围内变化,促进晶胞变小,晶胞参量中沿b轴方向的尺寸变化较明显。     

成核剂对PET结晶行为的影响

采用差示扫描量热仪(DSC)研究了PET及添加成核剂后PET的非等温结晶过程,选用7种成核剂和4种复合成核剂进行了实验对比研究.结果表明添加任何一种成核剂后PET体系的结晶峰温移向高温,半结晶时间缩短,结晶速率常数增大,结晶度提高.其中有机类成核剂对PET结晶改善效果较无机类显著,但结晶效果最好的是成核机理为化学成核的高分子类成核剂和复合成核剂.本文还采用了热台偏光显微镜(POM)对PET晶体形貌进行了研究,发现添加有机成核剂后晶体细微而且密集.     

成核剂TMC-328对可生物降解聚乳酸结晶性能的影响

用熔融法制备了含成核剂TMC-328质量分数分别为0、0.1%、0.2%、0.3%的聚乳酸(PLA)/TMC-328共混物,采用偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)及扫描电子显微镜(SEM),研究了PLA共混物的结晶性能、热性能和内部形貌。结果表明,TMC-328对PLA结晶性能的影响体现在PLA的冷结晶过程上,并且最佳添加量为0.1%,相对应的冷结晶温度(Tcc)从126.14℃降到111.40℃,冷结晶焓(ΔHcc)从11.34J/g增加到23.49J/g,在100℃下完全结晶的时间为22min左右,SEM照片显示TMC-328的团聚现象随着含量的增加变得很明显。     

成核剂对PB-TPE结晶行为和力学性能的影响

考察了Mult-920成核剂对聚丁烯-1热塑性弹性体(PB-TPE)物理力学性能的影响,并借助于偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)对PB-TPE的结晶形态和结晶行为进行了研究。结果表明,随着成核剂用量的增加,PB-TPE的晶体形态呈均一化,晶粒细化且数目增多;成核剂的加入导致了PB-TPE结晶温度和结晶度的提高;在自制的PB-TPE中添加1质量份数的Mult-920时,能获得最佳的力学性能。此外,通过添加1质量份数成核剂,PB-TPE的拉伸性能稳定时间由原来的10d左右缩短到4d～5d左右,表明该成核剂确实能加快晶型Ⅱ转变为晶型I的速率。     

乳酸锌纳米线作为成核剂对聚乳酸结晶的影响

利用DSC、WAXD和POM技术对比研究了乳酸锌及其纳米线对聚乳酸结晶行为、熔融行为、晶体结构和形态的影响。研究结果表明,与普通乳酸锌相比,具有高比表面积和长径比的乳酸锌纳米线是一种更为有效的成核剂,为聚乳酸结晶提供了更多的活化晶核,起到了异相成核的作用,既提高了聚乳酸的结晶温度、结晶度和结晶速率,又降低了球晶的尺寸,使得球晶的分布更加均匀致密。乳酸锌及其纳米线的加入对聚乳酸的晶体生长方式、晶体结构和晶型没有产生影响。     

用于蛋白质结晶的形核剂研究综述

获取蛋白质晶体是蛋白质三维结构解析、医疗药品生产、自组装纳米体系构建等过程中重要的步骤。例如,利用X射线衍射技术对蛋白质进行三维结构解析时,首先需要通过结晶条件筛选,获得质量较高的蛋白质晶体,进而进行衍射得到蛋白质结构相关信息。蛋白质结晶需要经历从未饱和区经亚稳区至形核区的形核过程以及从形核区到亚稳区的生长成熟过程。在整个蛋白质结晶过程中,形核过程是至关重要的一步。均相形核过程中,结晶体系中各个部分形核概率相同,当蛋白质结晶体系中溶液的过饱和度足够克服形核势垒时,在形核区发生成核,因而在低浓度的结晶溶液体系中,均相形核存在一定的局限性。形核剂的添加使蛋白质晶体异相形核,相较于均相形核其需要克服的阻力小,形核势垒低。因而形核剂的使用对于难结晶蛋白或者起始浓度过低的蛋白质结晶具有重要意义。随着结构生物学的发展,形核剂在蛋白质结晶中的研究仍是结晶方法学领域的热点问题。多孔微球对蛋白质分子的吸附作用有利于无序蛋白质分子团簇的形成,进而促进蛋白质形核。添加多孔微球不但可以增加结晶条件筛选数,也可以提高晶体质量。促进蛋白质分子有序排列的形核剂籽晶的使用,使晶体的形核生长过程始终处于结晶体系溶液浓度较低的状态,而交联的籽晶因为稳定性更高而更有应用前景。新型交互扩散结晶板中,蛋白质结晶体系通过一个较缓慢的交互扩散过程实现蛋白质结晶溶液浓度的变化,并且结晶体系可达到共平衡,因而能显著提高蛋白质晶体结晶条件筛选数和晶体质量:蛋白酶K结晶条件数由39个提升至47个,分辨率由1.66提升至1.54。利用基底材料的一些特性,如静电作用、疏水作用和氢键,可以起到促进蛋白质分子聚集的功能,从而促进形核。本文从物理作用和化学作用两个角度详细总结了形核剂对蛋白质结晶的影响,并展望了该领域的发展前景及研究方向。     

无机成核剂改善聚乳酸结晶性能的研究进展

聚乳酸(PLA)是一种半结晶聚合物,结晶速率非常慢,在实际成型加工过程中几乎不结晶,这在很大程度上影响了聚乳酸的耐热性等性能,故可通过改善结晶性能来改善聚乳酸耐热性等性能。添加无机填料是改善聚乳酸结晶性能行之有效的途径。本文主要介绍了以无机填料为成核剂,将其与PLA共混制备结晶性能优良的复合材料。无机成核剂分散在聚乳酸基体中,成为成核位点,增加成核密度;分子间作用力、分子链较高的取向程度以及较高的结晶度使材料的熔融焓增大、熔融熵减小,从而改善PLA的耐热性。     

蛋白质结晶条件的筛选策略研究进展

蛋白质分子的三维结构是生命科学研究中极为重要的信息,X射线单晶衍射技术是目前获得结构信息最主要的手段,但如何筛选到第一个蛋白晶体是该技术必需的第一步,也是制约结构生物学发展的主要瓶颈问题之一。现在一般通过规模筛选的方法从众多的溶液中筛选出可结晶的条件,但是工作量较大,效率也不高。回顾了近年来在提高结晶筛选效率方向取得的成就,主要表现在2个方面:一是在传统结晶方法和试剂基础上发展起来的一系列新的高效的结晶技术和筛选试剂盒;二是从生物学、物理学和化学等角度提出的一些提高结晶筛选效率的新技术,主要包括通过分子工程改造蛋白、提高蛋白溶液的稳定和均一性、导入籽晶、共结晶、改善结晶界面和变温筛选等技术。最后展望了该领域未来的发展趋势。     

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。     

水稻中一种抗真菌蛋白的分离与特性分析

从萌发的水稻种子中分离并纯化了一种能抑制多种病原真菌生长的蛋白（简称为ＲＡＦＰＩ），在马铃薯葡糖琼脂培养基上，２０μｇＲＡＦＰＩ可明显抑制木霉（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａｒｅｅｓｅｉ）菌丝的生长，此蛋白还具有较广的抗真菌菌谱，其分子量为１６．５９ＫＤ，等电点为８．７，组成成分中富含Ｐｒｏ、ＧｌＸ和Ａｓｘ，经测序得到了其Ｎ端２０个氨基酸序列。     

材料界面诱导蛋白质晶体异相形核的研究进展

异相形核是促使蛋白质结晶最常见的途径,该途径可以降低形核势垒,比均质形核更容易实现蛋白质结晶。随着结构生物学对蛋白质结构解析需求的迅速增长,目前异相形核已经成为蛋白质结晶方法学研究领域中的热点。综述了利用材料界面诱导蛋白质晶体异相形核的研究进展,并探讨了其发展前景。     

类石墨烯碳氮分离膜氢气提纯特性的机理研究

氢气作为一种可再生、高效的清洁能源,在工业生产中必须保证纯度。膜分离技术是一种有效的手段。本工作采用密度泛函理论和分子动力学模拟方法研究了一种新型的类石墨烯碳氮(C₉N₄)分离膜对于H₂的分离提纯性能。密度泛函理论计算结果显示气体在C₉N₄分离膜上的吸附属于物理吸附。C₉N₄分离膜表现出极高的H₂渗透率和优异的选择性,300 K下H₂渗透率达到1.89×10^-5 mol·m^–2·s^-1·Pa^-1,H₂/CH₄的选择性达到10²⁴。分子动力学模拟的结果也显示C₉N₄分离膜具有良好的H₂分离特性。     

The Biological Macromolecule Crystallization Database and NASA Protein Crystal Growth Archive

The NIST/NASA/CARB Biological Macromolecule Crystallization Database (BMCD), NIST Standard Reference Database 21, contains crystal data and crystallization conditions for biological macromolecules. The database entries include data abstracted from published crystallographic reports. Each entry consists of information describing the biological macromolecule crystallized and crystal data and the crystallization conditions for each crystal form. The BMCD serves as the NASA Protein Crystal Growth Archive in that it contains protocols and results of crystallization experiments undertaken in microgravity (space). These database entries report the results, whether successful or not, from NASA-sponsored protein crystal growth experiments in microgravity and from microgravity crystallization studies sponsored by other international organizations. The BMCD was designed as a tool to assist x-ray crystallographers in the development of protocols to crystallize biological macromolecules, those that have previously been crystallized, and those that have not been crystallized.