陈瑞卿，刘君，鹿芹芹，刘永明，尹大川

西北工业大学生命学院 空间生物实验模拟技术国防重点学科实验室，西安 710072

物理环境影响蛋白质晶体形核的研究进展

陈瑞卿，刘君，鹿芹芹，刘永明，尹大川

西北工业大学生命学院 空间生物实验模拟技术国防重点学科实验室，西安 710072

物理环境是影响蛋白质晶体形核的重要因素。文中回顾了各种物理环境如光、电场、超声波、磁场、微重力、温度、机械振动、异相形核界面对蛋白质晶体形核的影响，并对各物理环境下蛋白质晶体形核的可能机制进行探讨，展望了利用物理环境影响蛋白质晶体形核的研究前景。

蛋白质，晶体，形核，物理环境

Abstract:This paper reviews the effects of physical environments (including light, electric field, ultrasound, magnetic field,microgravity, temperature, mechanical vibration, and heterogeneous nucleation interface) on protein crystal nucleation. The research results are summarized and the possible mechanisms of the effects are discussed. In the end of this review, the application prospects of these physical environments (including coupled environments) in protein crystallization are presented.

Keywords:protein, crystal, nucleation, physical environment

X射线单晶衍射技术已经解析了85%以上的已知蛋白质结构 (PDB，www.pdb.org)，是迄今应用最广泛的生物大分子结构解析技术。该技术需要高质量的蛋白质晶体作为衍射对象，但由于蛋白质晶体的制备困难，所以蛋白质结晶是蛋白质结构解析的“瓶颈”问题之一[1]。蛋白质结晶过程受多参数影响[2-3]，如物理、化学或生化因素等，这些因素影响了蛋白质晶体的形核及生长过程。晶体的形核与生长是蛋白质结晶过程中不可分割的2个阶段，其中，形核作为结晶过程中的第一个阶段，是获取蛋白质晶体过程起决定性作用的环节。因此，合理控制蛋白质晶体的形核，不仅可以提高获得晶体的机会，同时也有利于提高晶体的衍射质量。

蛋白质晶体的形核和生长受到一些物理环境因素的影响，如温度[4-5]、光[6-7]、电场[8-11]、超声波[12-13]、磁场[14-16]、微重力[17-18]、机械振动[19]、异相形核界面[20-21]等。……