[发明专利]利用表面选择性非线性光学技术确定蛋白质结构的方法

权利要求书

1.一种用于确定溶液中的蛋白质结构的方法，所述方法包括：

(a)在第一组实验条件下将蛋白质分子拴系在表面，其中所述蛋白质分子在一个或多个已知位置用一个或多个非线性活性标签予以标记；

(b)用至少一个基频的激发光照射在步骤(a)中拴系的蛋白质分子，其中所述激发光由至少一个光源提供；

(c)检测由于步骤(b)中的照射而由所述一个或多个非线性活性标签产生的光的第一物理性质；

(d)在至少第二组实验条件下将所述蛋白质分子拴系在表面上；

(e)用至少一个基频的激发光照射在步骤(d)中拴系的蛋白质分子；

(f)检测由于步骤(e)中的照射而由所述一个或多个非线性活性标签产生的光的至少第二物理性质；以及

(g)将在步骤(f)中所检测的光的所述至少第二物理性质与在步骤(c)中所检测的光的所述第一物理性质进行比较，以确定所述拴系的蛋白质分子中所述一个或多个非线性活性标签的相对取向。

2.如权利要求1所述的方法，其进一步包括将关于所述一个或多个非线性活性标签的相对取向的数据全面地拟合至所述蛋白质分子的结构模型，其中所述结构模型基于所述一个或多个非线性活性标签在所述蛋白质分子内的已知位置。

3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其进一步包括针对至少两种不同的非线性活性标签-蛋白质缀合物来重复步骤(a)至(f)，其中所述非线性活性标签与所述蛋白质分子上的至少两个不同位点附接。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述至少两种不同的非线性活性标签-蛋白质缀合物各自包含单位点半胱氨酸。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述非线性活性标签为非线性活性非天然氨基酸。

6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中光的所述至少第二物理性质不同于光的所述第一物理性质。

7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中光的所述第一物理性质和所述至少第二物理性质具有相同的偏振，但大小或强度不同。

8.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中光的所述第一物理性质和所述至少第二物理性质具有不同的偏振。

9.如权利要求5-8中任一项所述的方法，其中所述非线性活性非天然氨基酸是萘的衍生物或Aladan。

10.如权利要求2-9中任一项所述的方法，进一步包括将所述蛋白质的x-射线晶体学数据并入所述蛋白质分子的结构模型中。

11.如权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述蛋白质分子在两个或更多个已知位置处被标记。

12.如权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述蛋白质分子在三个或更多个已知位置处被标记。

13.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中针对至少第三组实验条件来重复步骤(d)至(f)。

14.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中针对至少第四组实验条件来重复步骤(d)至(f)。

15.如权利要求1-14中任一项所述的方法，其中所述第一组实验条件包括将具有第一电场强度的第一电场施加到所述拴系的蛋白质分子，并且所述至少第二组实验条件包括将具有至少第二电场强度的至少第二电场施加到所述拴系的蛋白质分子。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述第一电场和所述至少第二电场为直流(DC)场。

17.如权利要求15所述的方法，其中所述第一电场和所述至少第二电场为交流(AC)场。

18.如权利要求15所述的方法，其中所述第一电场为直流(DC)场，并且所述至少第二电场为交流(AC)场。

19.如权利要求15所述的方法，其中所述第一电场为交流(AC)场，并且所述至少第二电场为直流(DC)场。

20.如权利要求15-19中任一项所述的方法，其中使用在所述表面上装配的电极阵列来施加所述第一电场和所述至少第二电场。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述电极阵列为图9中所示的圆形阵列。