[发明专利]快速制备干燥剂阵列用于蛋白质结晶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快速制备干燥剂阵列的方法，该方法可以提高干燥剂制备效率，用于提高蛋白质结晶成功率，属于蛋白质结晶领域。

背景技术

根据结构基因组计划的统计数据，从纯度很高的蛋白质到生长出衍射质量的蛋白质晶体，其成功率不足20%。获得蛋白质晶体的过程是从表达开始到获得结构的一系列流程中，成功率最低的环节之一。因此，生长高质量蛋白质晶体仍是结构生物学领域的瓶颈问题之一。

蛋白质结晶成功率低的一个重要原因是筛选不到合适的结晶剂来生长蛋白质晶体。最常用的蛋白质结晶筛选方法是气相扩散法。气相扩散法的原理是在一个封闭体系内，由于不含蛋白质的池液中结晶剂的浓度高于蛋白质结晶液滴中结晶剂的浓度，导致溶剂不断从低浓度的结晶液滴向高浓度的池液扩散，从而使结晶液滴中蛋白质溶液和结晶剂溶液的浓度不断增加，在此过程中蛋白质液滴逐渐达到过饱和，从而形成晶体。在传统的气相扩散法中，结晶液滴浓度不断浓缩直至与池液平衡，如果池液的浓度不足以使结晶液滴浓缩至蛋白质形核的过饱和度，则即使所使用的筛选试剂能在更高浓度下获得晶体，但在实际筛选时却得不到晶体。

鹿芹芹等人在气相扩散法中利用硅胶干燥剂替代池液，干燥剂起到高度浓缩液滴的作用，使液滴的浓度范围大幅扩展，利用干燥剂法进行蛋白质分子结晶条件的筛选，提高了蛋白质分子结晶筛选成功率（Replace reservoir solution with desiccant in vapor diffusion protein crystallization screening,Journal of Applied Crystallography,2010,Vol.43:1021-1026），后来又发展了逐级干燥法：分批加入硅胶干燥剂，逐级浓缩结晶液滴，使液滴的浓度范围大幅扩展直至液滴蒸干，以此扫描更宽范围的溶液浓度，该方法进一步提高了蛋白质结晶筛选的成功率（A gradual desiccation method for improving the efficiency of protein crystallization screening,Journal of Applied Crystallography,2012,Vol.45:758-765）。

但是在推广应用逐级干燥方法时，存在一个障碍，即为每个结晶液滴制备合适量的干燥剂。以96条件结晶筛选试剂盒为例，在对蛋白质进行结晶筛选时，每次干燥，都需要控制96个结晶液滴使用的干燥剂的量。一次结晶干燥过程，需要称重至少96次，寻找质量相同的硅胶干燥剂，因此实施多次干燥时，至少要对干燥剂称重96×n次（n是干燥次数）。此外，每个结晶液滴要用的干燥剂需要人工分配到结晶板的深孔中，这意味着需要另外96×n次人工操作。所有的反复的人工操作是费时费力的。而且，如果硅胶干燥剂颗粒过大，通过压碎、称重，很难精确控制质量，同时，每个结晶液滴所用的硅胶颗粒的尺寸经常有差异，吸收溶剂的动力学过程不一样，这会导致严重的重复性问题。

发明内容

为了克服现有技术制备所需质量的硅胶干燥剂费时费力，无法实现推广应用的不足，本发明提供一种快速制备干燥剂阵列的方法，该方法可以缩短制备干燥剂的时间，实现半自动化，节省劳力，提高生产效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

1）配制化合物溶液，在光面纸上将该溶液按照与蛋白质结晶板结晶池匹配的位置移液，制备成液滴阵列，烘干后获得化合物干燥剂阵列，再用透明胶带紧密粘贴在有干燥剂阵列的光面纸上，撕开透明胶带获得固态干燥剂阵列；

或者，配制化合物溶液，将该溶液按照与蛋白质结晶板结晶池匹配的位置直接移液到透明胶带的覆胶面上，制备出化合物液滴阵列，将该液滴阵列烘干得到固态干燥剂阵列；

2）根据实验需求配制单个或多个蛋白质结晶溶液；

3）将蛋白质结晶溶液滴到结晶板的孔中，用粘有固态化合物干燥剂阵列的透明胶带密封结晶板，使每粒干燥剂对应一滴蛋白质结晶溶液，且相互不接触，将结晶板控温在0-55℃条件下进行结晶，干燥剂阵列开始吸取结晶溶液中的溶剂，48-96小时后取出，观察结晶结果；

4）将结晶板上胶带撕下，每次替换一片粘有固态化合物干燥剂阵列的透明胶带，在密闭条件下重复进行结晶处理，直到蛋白质结晶溶液全部干燥为止。