Кристаллизация белка
Кристаллизация белков — это процесс образования регулярного массива отдельных белковых молекул, стабилизированных контактами кристаллов. Если кристалл достаточно упорядочен, он будет дифрагировать . Некоторые белки естественным образом образуют кристаллические массивы, например, аквапорин в хрусталике глаза. [1] [ неудачная проверка ]
В процессе кристаллизации белков белки растворяются в водной среде и растворе образца до тех пор, пока не достигнут пересыщенного состояния . [2] Для достижения этого состояния используются различные методы, такие как диффузия пара, микропериодическая обработка, микродиализ и диффузия со свободной границей раздела. Развитие белковых кристаллов — сложный процесс, на который влияют многие факторы, в том числе pH, температура, ионная сила кристаллизационного раствора и даже гравитация. [2] После образования эти кристаллы можно использовать в структурной биологии для изучения молекулярной структуры белка, в частности, для различных промышленных или медицинских целей. [3] [4]
В 1840 году Фридрих Людвиг Хюнефельд случайно обнаружил образование кристаллического материала в образцах крови дождевых червей, помещенных под двумя предметными стеклами, и иногда наблюдал небольшие пластинчатые кристаллы в высушенных образцах свиной или человеческой крови. Эти кристаллы были названы Феликсом Хоппе-Сейлером «гемоглобином» в 1864 году. Основополагающие открытия Хюнефельда вдохновили многих ученых в будущем. [6]
В 1851 году Отто Функе описал процесс получения кристаллов гемоглобина человека путем разбавления эритроцитов растворителями, такими как чистая вода, спирт или эфир, с последующим медленным испарением растворителя из белкового раствора. В 1871 году Уильям Т. Прейер, профессор Йенского университета, опубликовал книгу под названием Die Blutkrystalle («Кристаллы крови»), в которой рассматриваются особенности кристаллов гемоглобина примерно 50 видов млекопитающих, птиц, рептилий и рыб. [6]
В 1909 году физиолог Эдвард Т. Рейхерт вместе с минералогом Амосом П. Брауном опубликовали трактат о получении, физиологии и геометрической характеристике кристаллов гемоглобина нескольких сотен животных, включая вымершие виды, такие как тасманский волк. [6] Было обнаружено увеличение количества кристаллов белка.
В 1934 году Джон Десмонд Бернал и его ученица Дороти Ходжкин обнаружили, что кристаллы белка, окруженные их маточным раствором, дают лучшие дифракционные картины, чем высушенные кристаллы. Используя пепсин , они первыми смогли различить дифракционную картину влажного глобулярного белка. До Бернала и Ходжкина кристаллографию белков проводили только в сухих условиях с противоречивыми и ненадежными результатами. Это первая рентгенограмма белкового кристалла. [7]
