EasyXtal 及NeXtal蛋白结晶平台[新品推荐]

  蛋白结构的测定，对理解蛋白的功能、与疾病的关系及药物设计等都有密切的关系。目前蛋白结构学研究的两种主要方法中，NMR多局限于研究中、小蛋白质，即大约几百个以下的氨基酸残基组成的蛋白质分子；而X-射线晶体衍射可用于真正的大蛋白分子，从而使蛋白结晶学研究成为生物大分子结构研究的一个重点。

  利用X-射线晶体衍射分析蛋白结构面临的两个主要困难是：提供足够量的蛋白以及获得生长良好的三维晶体。前者可通过发展各种过表达系统加以解决。后者是获得高分辨率蛋白结晶的瓶颈。目前晶体培养已成为晶体结构分析的关键性问题，其中筛选合适的结晶条件是晶体培养中至关重要且耗时的工作。为此，QIAGEN公司推出了EasyXtal 及NeXtal蛋白结晶平台系列产品，为蛋白结晶研究提供了新的实验工具，使客户在最短的时间内获得最广范围的条件筛选，快速完成晶体培养实验。

    EasyXtal 及NeXtal蛋白结晶平台目的是有效和灵活地对蛋白质、多肽、核酸、大分子复合物等的结晶条件进行筛选和优化。

■ 1824种无冗余的蛋白结晶条件
 — 覆盖范围最广
■ 包含了促进蛋白结晶最显著的试剂
— 其试剂组合对于筛选适合X射线衍射实验要求的晶体是最成功的
■ 结晶筛选策略思路清楚
■ 在线获得产品报告和结晶溶液准确配方
— 最大程度的重现结晶条件
■ 采用三种蛋白结晶筛选策略或其有机组合
 网格筛选
 稀疏矩阵筛选
 离子采样筛选

  EasyXtal 及NeXtal蛋白结晶平台系列产品的个性化程度很高，可以对试剂盒内的不同类型和浓度的试剂进行不同的组合，使用方便快捷。这样就可以很容易获得有价值的信息，并且将所有的信息在晶体结晶过程的第一步就对晶体生长条件进行优化。也就是说，一旦你得到一个晶体生长条件，你立刻也知道邻近条件的试剂对于晶体生长的效果。只要经过这样的简单推理你就可以获得更高质量晶体的晶体生长条件。

  QIAGEN结晶产品具有多种商业化的规格以适合蛋白结晶实验需要：EasyXtal Tool X-Seal，EasyXtal DG-Tool X-Seal，EasyXtal Microplates，NeXtal DWBlocks 以及NeXtal Tubes（见表1）。

· 可以对蛋白质、多肽、核酸、大分子复合物以及水溶性小分子等进行结晶条件的筛选
· 可以适用于手动或自动化操作建立结晶实验
· 采用O型环封口设计—减少溶液挥发，延长了结晶溶液的使用寿命

  其中，EasyXtal DG-Tool X-Seal中的DropGuard装置可以在同一孔内同时建立多组结晶实验，特有的扁平状液滴，降低了晶体观测时的边缘效应。

  对于蛋白结晶实验来说，实验的重现性是至关重要的，EasyXtal Refill-Hits 和NeXtal Stock Solutions是使用EasyXtal 以及NeXtal产品的最经济方式，同时保证了重现性。

表1 EasyXtal及NeXtal系列结晶产品表

         

产品应用	产品规格					筛选系列
蛋白结晶初始浓度筛选	□	■	□	□	□	Pre-Screen Assay
核心筛选，初始结晶条件	■	■	■	■	■
经典系列，用于蛋白初始结晶条件筛选实验	■	■	■	■	■	Classics, Classics Lite, and Cryos Suites Classics II Suite
用于系统考察沉淀剂的浓度和pH值	■	■	■	■	■	pHClear and pHClear II Suites
利用优化的稀疏矩阵采样策略进行初始结晶条件筛选	■	■	■	■	■	JCSG+ Suite
用于系统考察pH，阴离子和阳离子对蛋白结晶的影响	■	■	■	■	■	PACT Suite
单一沉淀剂筛选
在2种浓度，4个pH值下，使用各种盐类沉淀剂进行结晶条件筛选	■	■	■	■	■	Anions and Cations Suites
考察不同分子量的PEG对蛋白结晶的影响	■	■	■	■	■	PEGs and PEGs II Suites
精细考察AmSO4对蛋白结晶的影响	■	■	■	■	■	AmSO4 Suite
精细考察MPD对蛋白结晶的影响	□	■	■	■	■	MPD Suite
特殊应用筛选
快速筛选使用聚合物，醇类及盐类的结晶条件，适合膜蛋白结晶条件筛选	□	■	■	■	■	MbClass and MbClass II Suites
适用于蛋白-蛋白复合物结晶条件的筛选	■	■	■	■	■	Protein Complex Suite
适合蛋白-核酸复合物初始结晶条件筛选	■	■	■	■	■	Nucleix Suite
补充筛选
快速筛选使用聚合物，醇类及盐类的结晶条件	■	■	■	■	■	ComPAS Suite
优化系列
对初始结晶条件进行快速优化	■	■	■	□	□	Opti-Salts Suite

□      无，■有

  EasyXtal及NeXtal蛋白结晶平台之所以能够在众多的结晶产品中脱颖而出，除了一贯的高品质以外，其新颖的蛋白结晶筛选策略也是功不可没。
 
一. Pre-Sreen Assay 策略用于蛋白初始结晶浓度筛选
  在蛋白结晶实验的初始阶段，关键步骤就是确定适合沉淀剂的蛋白初始浓度。原因是沉淀剂/蛋白浓度之间的关系对结晶成功与否有重要影响。如果两者比值过低，实验条件不能到达晶核形成区；反之比值过高，条件到达过饱和区则出现沉淀。Pre-Sreen Assay策略专门用于结晶蛋白初始浓度筛选，使沉淀剂/蛋白浓度的比值落到晶核形成区。Pre-Sreen Assay试剂盒由3类结晶条件组成，用于考察不同类型沉淀剂（有机物，聚合物，盐类）和结晶蛋白初始浓度之间的关系（见图1）。沉淀剂采用高，低2个浓度，同时利用Drop-Guard装置同时考察三种蛋白浓度（见图2）。因此此策略也可快速方便的得到蛋白浓度，沉淀剂浓度和沉淀剂类型之间的关系。当蛋白在高浓度沉淀剂下出现沉淀，而在低浓度沉淀剂时出现清晰液滴时表明蛋白浓度最佳（见图2）。

 
图1 Pre-Sreen Assay溶液组成示意图

 
  图2 利用Pre-Sreen Assay快速筛选合适蛋白浓度

 
二 Pro-active策略，让您深入了解结晶蛋白特点

  结晶实验进行的过程中，最经常出现的两种实验结果为无定形沉淀和清晰液滴(如图3所示)。

 
  Pro-active策略是将相图原理应用到了结晶实验当中。如果蛋白的无定形沉淀或清晰液滴状态可以通过调节结晶溶液中的某一成分达到可逆。说明在你已经选择争取了沉淀剂。接下来就可以针对不同的情况利用Pro-active策略进行优化了。

⑴ 如果出现无定形沉淀，相应的Pro-active策略：利用水稀释养晶液；如果沉淀可逆，可以回到清晰液滴，则表明你的结晶条件处于正确的化学环境中；接下来慢慢增加沉淀剂的度，浓缩蛋白液滴使条件到达晶核区；最后得到蛋白结晶。

⑵ 如果出现清晰液滴，相应Pro-active策略：慢慢增加沉淀剂的浓度，使实验条件到达晶核区，得到蛋白晶体。

⑶ 同理，如果实验中发现无定形沉淀或清晰液滴的可逆与否是和添加剂，某一沉淀剂，pH相关，都可以利用pro-active策略来对已有的结晶条件进行修改，从而获得高清晰度的蛋白结晶。

三 Optimizer策略，快速围绕初始结晶条件进行优化

  Optimizer 策略用于围绕获得的初始结晶条件进行快速优化，大大节约了实验时间。Opti-Salt Suite试剂盒包括15组优化溶液（每组包括6种条件）和1组对照溶液，实验时只需将初始结晶溶液和优化溶液按9：1混合，就能产生一系列最终的蛋白结晶优化溶液（见图4）。Optimizer 策略通过快速确定影响蛋白结晶的因素及相应程度，提高了晶体质量。

图4 Opti-Salt Suite试剂盒溶液组成情况示意图

总而言之，EasyXtal 及 NeXtal 蛋白结晶产品为生物大分子结构研究者们提供了一个高质量，方便快捷，省时省力的工具平台，使晶体培养过程变得简便起来（见图5）。

 

图5 QIAGEN蛋白结晶产品选择指南

参考文献：
1. Vladimir V. Lunin, Elena Dobrovetsky, Galina Khutoreskaya, etc al. crystal structure of the CorA Mg2+ transporter. Nature 2006 Vol 440
2. Jancarik, J., and Kim, S.-H. (1991) J. Appl. Cryst. 24, 409.
3. Page, R. et al. (2003) Acta.Cryst. D59, 1028.
4. Newman, J. et al. (2005) Acta.Cryst. D61, 1426.
5. Gilliland, G.L., Tung, M., Blakeslee, D.M., and Ladner, J. (1994) The Biological Macromolecule Crystallization Database, Version 3.0: New Features, Data, and the NASA Archive for Protein Crystal Growth Data. Acta Crystallogr. D50, 408.
6. Radaev, S. and Sun, P. (2002) Crystallization of protein-protein complexes. J. Appl. Cryst. 35, 674.