客观日本

埼玉大学等研究团队研发出大蛋白质晶体的制作方法

2016年12月06日 化学材料

近日,埼玉大学研究生院理工学研究科副教授古川洋史和东北大学金属材料研究所助教小泉晴比古等人的共同研究小组开发出一种新方法,通过破坏部分蛋白质晶体促使晶体变大。蛋白质是与各种生命现象息息相关的重要物质,解析分子结构是了解其功能所必不可少的一步。而结晶越大分子结构就越清晰,因此该研究将有望在探明生命现象机制方面发挥作用。

以往研究蛋白质分子结构,一般都是制作数十微米(1微米相当于1000分之1毫米)以上的较大单晶体,利用X射线来解析。但是,蛋白质生长为晶体的能力较弱,在研究分子结构时,常常无法得到所需的较大晶体,因此,亟需研发出使蛋白质晶体变大的技术。

该研究小组考虑利用激光照射破坏晶体的一部分会不会能够控制晶体生长,于是将过饱和溶液中的蛋白质晶体表面一部分利用激光破坏了数微米的范围。结果发现,被破坏晶面的生长速度达到10倍以上,并且增长后的结晶品质没有恶化。

研究小组进一步发现,在该机制的解析中,使用激光照射前,晶体呈二维形核生长模式,二维岛状层变宽并生长;而使用激光照射后,被破坏的地方开始呈现出涡状生长。

在众多的蛋白质中一般都可以观察到二维形核生长,但无法保持类似于涡状的快速生长速度。另一方面,要使蛋白质结构出现涡状生长,需要结晶内偶然存在位错缺陷,或者施加强制性压力促使发生位错,但以前的方法并不能做到这一点。

因此,研究小组进行了进一步详细调查,发现所谓螺型位错涡状生长的源头是发生了结构形变。研究小组表示,“这个结果显示,利用激光使晶体发生形变,可以能动性地使涡状生长在任何时刻出现”。

利用激光照射促进蛋白质晶体生长机制的模式图

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  (来源于埼玉大学新闻发布)

文/客观日本编辑部

新闻链(日语)
http://www.saitama-u.ac.jp/topics_archives/2016-1025-0939.pdf