多策略协同提升蛋白质晶体的衍射分辨率

　　

摘要：

目的 蛋白质晶体衍射是结构生物学研究的重要方法，晶体的衍射分辨率直接决定了模型的精确度及应用可行性。需要采取多种策略组合优化蛋白质晶体质量，提高晶体的衍射分辨率。 方法 以催化芳基偶联反应的P450酶为研究对象，利用分子生物学技术构建原核表达系统，并通过镍柱亲和层析和体积排阻色谱等方法进行纯化。在结晶阶段，采用气相扩散法系统筛选了1 632种初始条件，以此为基础，重点对缓冲液pH值、沉淀剂种类与浓度等关键变量进行精细化筛选，并引入多种添加剂以改善结晶环境。进一步结合结构预测分析，对蛋白柔性区域进行理性截短设计，并尝试SUMO标签的融合表达以增强蛋白的稳定性。 结果 实现了P450蛋白在大肠杆菌中的高效可溶表达，并经两步纯化获得可用于结晶的高纯度蛋白。通过大规模结晶条件筛选与多轮优化，结合序列截短和SUMO标签融合等策略协同作用，晶体形态显著改善，由原来的微晶或无定形沉淀转变为外观规则、棱角清晰的单晶。晶体衍射分辨率由初始的10 ?显著提升至2.86 ?，获得了可用于高分辨率结构解析的优质晶体。 结论 使用多策略协同的方法成功改善了蛋白晶体形态，提高了蛋白晶体的衍射分辨率。