１．１結晶方(fang)法（ＣｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）

１．１．１分(fen)批(pi)結(jie)晶(jing)(jing)（ＢａｔｃｈＣｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）這是最(zui)老的最(zui)簡單的結(jie)晶(jing)(jing)方(fang)法，其(qi)原理(li)是同步地(di)在蛋(dan)白質(zhi)溶液中(zhong)加入沉淀劑，立即(ji)使溶液達到一個(ge)(ge)高過(guo)飽(bao)和狀態(tai)。幸運(yun)的話，不需進一步處理(li)即(ji)可在過(guo)飽(bao)和溶液中(zhong)逐(zhu)漸長出(chu)晶(jing)(jing)體。一個(ge)(ge)用于微分(fen)批(pi)結(jie)晶(jing)(jing)的自動化(hua)系統已被Ｃｈａｙｅｎ等(deng)人設計(ji)出(chu)（１９９１，１９９２），其(qi)微分(fen)批(pi)方(fang)法中(zhong)，他(ta)們在１－２μｌ包含(han)蛋(dan)白質(zhi)和沉淀劑的液滴(di)中(zhong)生(sheng)長晶(jing)(jing)體。液滴(di)被懸浮在油(you)（如石(shi)蠟）中(zhong)，油(you)的作用是作為封層以防止蒸(zheng)發，它并不干擾普通(tong)沉淀劑，但是干擾能溶解油(you)的有(you)機溶劑（Ｃｈａｙｅｎ，１９９７；ｓｅｅａｌｓｏＣｈａｙｅｎ，１９９８）。

１．１．２液－液擴散（Ｌｉｑｕｉｄ–ＬｉｑｕｉｄＤｉｆｆｕｓｉｏｎ）這種方(fang)法中，蛋白(bai)質(zhi)溶(rong)(rong)液和含(han)有(you)沉淀(dian)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)液是(shi)彼此分層在(zai)(zai)一(yi)個(ge)有(you)小孔的(de)(de)(de)(de)(de)毛(mao)細管(guan)(guan)(guan)(guan)中，一(yi)個(ge)測熔點用的(de)(de)(de)(de)(de)毛(mao)細管(guan)(guan)(guan)(guan)一(yi)般即可（如圖１．２）。下層是(shi)密度大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)液，例如濃硫酸銨或ＰＥＧ溶(rong)(rong)液。如果有(you)機(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)如ＭＰＤ被用作沉淀(dian)劑(ji)(ji)(ji)，它會在(zai)(zai)上層。以１：１混(hun)合，沉淀(dian)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)濃度應該是(shi)所(suo)期最終(zhong)濃度的(de)(de)(de)(de)(de)二倍。兩(liang)種溶(rong)(rong)液（各自約５μｌ）通(tong)(tong)過(guo)(guo)注射(she)器(qi)針頭(tou)導入毛(mao)細管(guan)(guan)(guan)(guan)，先導入下層的(de)(de)(de)(de)(de)。通(tong)(tong)過(guo)(guo)一(yi)個(ge)簡易(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)搖(yao)擺式(shi)離心機(ji)去除氣泡。再加入上層，進(jin)而(er)兩(liang)層之間(jian)形成一(yi)個(ge)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)界面，它們(men)會逐漸彼此擴散。Ｇａｒｃ′？ａ－ＲｕｉｚａｎｄＭｏｒｅｎｏ（１９９４）已(yi)經發展液－液擴散技(ji)術至(zhi)針刺(ci)法。蛋白(bai)質(zhi)溶(rong)(rong)液通(tong)(tong)過(guo)(guo)毛(mao)細力被吸入狹窄的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)(guan)(guan)(guan)中，管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)端(duan)是(shi)封閉(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)。接(jie)著(zhu)，開放端(duan)被插(cha)入置于小容器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)中，凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)使得管(guan)(guan)(guan)(guan)豎直，蛋白(bai)質(zhi)溶(rong)(rong)液與凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)接(jie)觸。含(han)有(you)沉淀(dian)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)(rong)液被倒在(zai)(zai)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)上，整個(ge)裝(zhuang)置被保存(cun)于封閉(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)盒子以防(fang)蒸發。沉淀(dian)劑(ji)(ji)(ji)通(tong)(tong)過(guo)(guo)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)和毛(mao)細管(guan)(guan)(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)擴散時間(jian)可以由毛(mao)細管(guan)(guan)(guan)(guan)插(cha)入凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)深度控制，從而(er)蛋白(bai)質(zhi)溶(rong)(rong)液中即可形成過(guo)(guo)飽和區域，毛(mao)細管(guan)(guan)(guan)(guan)底部(bu)高而(er)頂部(bu)低。這也可作為一(yi)個(ge)篩(shai)選最佳(jia)結晶條件的(de)(de)(de)(de)(de)額外信(xin)息。

１．１．３蒸氣擴散(san)（ＶａｐｏｒＤｉｆｆｕｓｉｏｎ）

１．１．３．１懸滴法（ＴｈｅＨａｎｇｉｎｇＤｒｏｐＭｅｔｈｏｄ）這種方法中，在一(yi)個硅(gui)化(hua)的(de)(de)(de)(de)顯微鏡蓋玻(bo)片(pian)上通過混合３－１０μｌ蛋白質溶(rong)液(ye)和等量的(de)(de)(de)(de)沉淀劑溶(rong)液(ye)來制(zhi)備液(ye)滴。蓋玻(bo)片(pian)置于(yu)一(yi)個盤(pan)子的(de)(de)(de)(de)凹(ao)槽之上，凹(ao)槽的(de)(de)(de)(de)一(yi)部分填有所需的(de)(de)(de)(de)沉淀劑溶(rong)液(ye)約１ｍｌ。在蓋玻(bo)片(pian)放好(hao)之前，小室(shi)的(de)(de)(de)(de)凹(ao)槽周圍用油(you)或油(you)脂密封（如(ru)圖３）。

１．１．３．２沉滴法（ＴｈｅＳｉｔｔｉｎｇＤｒｏｐＭｅｔｈｏｄ）在懸滴法中(zhong)，如果蛋白質溶

液表面張(zhang)力很小(xiao)就會在蓋玻片表面展開。此時，沉滴(di)法更有利，圖４給出了(le)沉滴(di)法的(de)簡圖。

１．１．４透(tou)析(xi)(xi)法(fa)(fa)（Ｄｉａｌｙｓｉｓ）除了上述使(shi)得蛋(dan)(dan)(dan)白質結晶(jing)的(de)(de)方法(fa)(fa)，還有(you)許多透(tou)析(xi)(xi)技術。透(tou)析(xi)(xi)的(de)(de)優點是沉淀溶(rong)液容易改(gai)變，對(dui)于適量的(de)(de)蛋(dan)(dan)(dan)白質溶(rong)液（多于０．１ｍｌ），可用(yong)透(tou)析(xi)(xi)管完成（如圖１．５ａ）。透(tou)析(xi)(xi)膜通過橡(xiang)皮圈連在(zai)管子上，但在(zai)使(shi)用(yong)前要用(yong)水大(da)量漂洗或最好在(zai)水中煮約１０ｍｉｎ。對(dui)微升量的(de)(de)蛋(dan)(dan)(dan)白質溶(rong)液而言，可以使(shi)用(yong)覆有(you)透(tou)析(xi)(xi)膜的(de)(de)厚壁(bi)微毛(mao)細(xi)管（Ｚｅｐｐｅｚａｕｅｒｍｅｔｈｏｄ）或者樹脂玻璃紐(niu)扣（如圖１．５ｂ）。紐(niu)扣的(de)(de)缺點是紐(niu)扣中的(de)(de)蛋(dan)(dan)(dan)白質晶(jing)體不能通過極化(hua)顯(xian)微鏡觀(guan)察到。

另一中微透析方(fang)法在圖(tu)１．６中有(you)描述，將５μｌ蛋白(bai)質(zhi)溶液(ye)(ye)注射到一個毛(mao)細管(guan)中，毛(mao)細管(guan)覆有(you)透析膜，膜可用塑料(liao)管(guan)套緊。對(dui)蛋白(bai)質(zhi)溶液(ye)(ye)進行簡單離心，然后用鑄(zhu)模粘土將毛(mao)細管(guan)封閉，接著將毛(mao)細管(guan)放(fang)入含有(you)透析液(ye)(ye)的Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ管(guan)中。

機遇造就第一個膜蛋白(bai)晶體(ti)結構(gou)的解析

１９８８年諾貝爾化學(xue)(xue)獎被授予三位德國科學(xue)(xue)家(jia)，他們分別是哈特(te)穆特(te)·米歇爾（ＨａｒｔｍｕｔＭｉｃｈｅｌ）、約翰·戴森霍弗（ＪｏｈａｎｎＤｅｉｓｅｎｈｏｆｅｒ）和羅伯(bo)特(te)·休伯(bo)（ＲｏｂｅｒｔＨｕｂｅｒ），以表彰(zhang)他們對膜蛋白結構生物學(xue)(xue)的(de)巨大貢獻。這(zhe)三個(ge)(ge)人(ren)通力合作，在世界(jie)上首次解(jie)析了一種膜蛋白——紫(zi)細菌(jun)光合反(fan)應(ying)中(zhong)心(xin)的(de)高分辨(bian)率三維(wei)結構。紫(zi)細菌(jun)光合反(fan)應(ying)中(zhong)心(xin)三維(wei)結構的(de)解(jie)析，拉開了膜蛋白結構生物學(xue)(xue)的(de)序幕，在生物學(xue)(xue)界(jie)影(ying)響非常大。然而，在這(zhe)樣一個(ge)(ge)獲(huo)諾貝爾化學(xue)(xue)獎的(de)重大研究(jiu)成果(guo)背后，卻隱藏著一段(duan)不為人(ren)知的(de)故事，其(qi)中(zhong)就包涵了“抓住(zhu)機(ji)遇發現科學(xue)(xue)事實”的(de)科學(xue)(xue)方法論。

蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)是(shi)(shi)構(gou)成(cheng)生(sheng)物(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最基(ji)本物(wu)質(zhi)(zhi)之(zhi)一，它(ta)在(zai)(zai)生(sheng)物(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)種生(sheng)命活動中扮演著極其重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)角色，如催化體(ti)(ti)內幾乎(hu)(hu)全部反應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)酶。在(zai)(zai)所(suo)(suo)有(you)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)中，膜(mo)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用更(geng)為重要(yao)(yao)。膜(mo)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)位(wei)(wei)于細胞(bao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜(mo)系統上，充當很多角色，比如細胞(bao)膜(mo)上用來接受(shou)胞(bao)外信號的(de)(de)(de)(de)(de)(de)受(shou)體(ti)(ti)，以及(ji)用來轉(zhuan)運離子和分子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子通道和轉(zhuan)運體(ti)(ti)。為了(le)解釋蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)具(ju)體(ti)(ti)作(zuo)用機制，就(jiu)必須在(zai)(zai)原(yuan)子分辨率(lv)水(shui)平(ping)觀察到(dao)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三維結構(gou)，以及(ji)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)和與(yu)其相互作(zuo)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分子形成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)復合物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)。這(zhe)要(yao)(yao)用到(dao)一種叫(jiao)做Ｘ射線晶(jing)體(ti)(ti)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)。據統計，Ｘ射線晶(jing)體(ti)(ti)學(xue)已造就(jiu)了(le)十(shi)多個諾貝爾獎。使(shi)用這(zhe)種方(fang)(fang)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前提是(shi)(shi)得(de)到(dao)所(suo)(suo)研究(jiu)對(dui)(dui)象的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高質(zhi)(zhi)量單晶(jing)，若要(yao)(yao)解析某個蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)，就(jiu)首(shou)先(xian)要(yao)(yao)生(sheng)長出目(mu)標蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)單晶(jing)。這(zhe)對(dui)(dui)于一般的(de)(de)(de)(de)(de)(de)胞(bao)內可(ke)溶(rong)性(xing)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)來說(shuo)，似乎(hu)(hu)不是(shi)(shi)那么難。１９６２年(nian)(nian)，兩(liang)位(wei)(wei)英(ying)國科(ke)學(xue)家約翰·考(kao)德(de)里(li)·肯德(de)魯（ＪｏｈｎＣｏｗｄｅｒｙＫｅｎｄｒｅｗ）和馬科(ke)斯(si)·斐迪南·佩魯茲（ＭａｘＦｅｒｄｉｎａｎｄＰｅｒｕｔｚ）因對(dui)(dui)肌紅蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)而被(bei)授予(yu)當年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)諾貝爾化學(xue)獎。這(zhe)里(li)說(shuo)到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)肌紅蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)是(shi)(shi)一種胞(bao)內可(ke)溶(rong)性(xing)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)，而不是(shi)(shi)膜(mo)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)。可(ke)溶(rong)性(xing)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結晶(jing)雖(sui)然已經實(shi)現，但是(shi)(shi)這(zhe)對(dui)(dui)膜(mo)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)來說(shuo)還不能(neng)實(shi)現。由于膜(mo)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)具(ju)有(you)很強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)疏水(shui)性(xing)，在(zai)(zai)溶(rong)液中是(shi)(shi)難溶(rong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，因此(ci)想要(yao)(yao)得(de)到(dao)膜(mo)蛋(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)(bai)(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)體(ti)(ti)在(zai)(zai)當時(shi)被(bei)認為是(shi)(shi)不可(ke)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，這(zhe)一點已經寫進了(le)當時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)權威教科(ke)書(shu)。

首次(ci)成功得(de)(de)到膜蛋白(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)體源于(yu)哈特(te)穆特(te)·米(mi)歇(xie)(xie)爾(er)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)次(ci)偶(ou)然發(fa)現(xian)。米(mi)歇(xie)(xie)爾(er)于(yu)１９４８年出生在(zai)德國(guo)符騰堡州的(de)(de)(de)(de)(de)(de)路德維(wei)希堡。大學(xue)畢業后(hou)，他(ta)(ta)在(zai)圖賓根馬普研(yan)究(jiu)所(suo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)迪特(te)爾(er)·奧(ao)斯蒂(di)希特(te)（ＤｉｅｔｅｒＯｅｓｔｅｒｈｅｌｔ）實驗室做關于(yu)鹽(yan)桿(gan)菌(jun)(jun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)。當(dang)(dang)時，奧(ao)斯蒂(di)希特(te)與他(ta)(ta)人合(he)作(zuo)在(zai)鹽(yan)桿(gan)菌(jun)(jun)中(zhong)發(fa)現(xian)了(le)菌(jun)(jun)紫紅質，后(hou)來他(ta)(ta)提(ti)出菌(jun)(jun)紫紅質可看作(zuo)皮特(te)·米(mi)切(qie)爾(er)（ＰｅｔｅｒＭｉｔｃｈｅｌｌ，１９７８年諾(nuo)貝爾(er)化(hua)(hua)學(xue)獎(jiang)獲得(de)(de)者）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)滲透理論框架中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光驅(qu)動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質子泵。米(mi)歇(xie)(xie)爾(er)于(yu)１９７７年在(zai)維(wei)爾(er)茨(ci)堡馬普研(yan)究(jiu)所(suo)取得(de)(de)博士學(xue)位后(hou)，作(zuo)為課題的(de)(de)(de)(de)(de)(de)延(yan)續，他(ta)(ta)打算(suan)將脫脂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)菌(jun)(jun)紫紅質與細菌(jun)(jun)囊泡進行融合(he)，以實現(xian)光驅(qu)動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氨基酸攝(she)入。當(dang)(dang)樣品(pin)在(zai)冰箱里貯存期間，米(mi)歇(xie)(xie)爾(er)偶(ou)然發(fa)現(xian)脫脂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)菌(jun)(jun)紫紅質形成了(le)固態(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)玻璃狀聚集體。基于(yu)這(zhe)(zhe)個發(fa)現(xian)，他(ta)(ta)確信應(ying)該可以生長出像(xiang)菌(jun)(jun)紫紅質這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)膜蛋白(bai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶(jing)體，雖(sui)然這(zhe)(zhe)在(zai)當(dang)(dang)時被認為是(shi)不可能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。米(mi)歇(xie)(xie)爾(er)關于(yu)結晶(jing)菌(jun)(jun)紫紅質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)想法得(de)(de)到了(le)他(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)導師(shi)奧(ao)斯蒂(di)希特(te)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鼓勵和支持，于(yu)是(shi)實驗正式啟動。四周(zhou)后(hou)，米(mi)歇(xie)(xie)爾(er)就得(de)(de)到了(le)菌(jun)(jun)紫紅質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)二維(wei)晶(jing)體，但不是(shi)他(ta)(ta)所(suo)想要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)用來做Ｘ射(she)線衍射(she)實驗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)維(wei)晶(jing)體。功夫不負有心人，終于(yu)在(zai)１９７９年４月，米(mi)歇(xie)(xie)爾(er)得(de)(de)到了(le)第一(yi)個真正的(de)(de)(de)(de)(de)(de)菌(jun)(jun)紫紅質三(san)維(wei)晶(jing)體。于(yu)是(shi)，他(ta)(ta)取消了(le)去美國(guo)攻(gong)讀博士后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)計(ji)劃，把全部精力投在(zai)了(le)繼續生長菌(jun)(jun)紫紅質晶(jing)體上。

雖然得到了(le)菌(jun)(jun)紫(zi)紅(hong)質的(de)(de)三維晶(jing)(jing)(jing)體(ti)，但是(shi)當(dang)米(mi)(mi)歇爾(er)進(jin)行Ｘ射(she)(she)線(xian)衍(yan)(yan)射(she)(she)實驗(yan)時，發現該晶(jing)(jing)(jing)體(ti)內部堆積混亂，而(er)且(qie)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)又小，不足以進(jin)行結構分析。此外，由于(yu)當(dang)時德(de)國沒有(you)(you)Ｘ射(she)(she)線(xian)衍(yan)(yan)射(she)(she)儀(yi)，他只(zhi)能(neng)去(qu)英(ying)國劍橋去(qu)試晶(jing)(jing)(jing)體(ti)。在(zai)劍橋，很多(duo)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)學(xue)家則要(yao)做關于(yu)可溶性(xing)蛋白(bai)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)Ｘ射(she)(she)線(xian)衍(yan)(yan)射(she)(she)實驗(yan)，所(suo)(suo)以即使(shi)米(mi)(mi)歇爾(er)去(qu)了(le)英(ying)國，也(ye)幾(ji)乎沒有(you)(you)機會能(neng)用上(shang)Ｘ射(she)(she)線(xian)衍(yan)(yan)射(she)(she)儀(yi)。然而(er)，他沒有(you)(you)浪費時間，而(er)是(shi)在(zai)這段時間對(dui)菌(jun)(jun)紫(zi)紅(hong)質的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)進(jin)行了(le)優化。后來，米(mi)(mi)歇爾(er)回到德(de)國，他所(suo)(suo)在(zai)實驗(yan)室的(de)(de)主(zhu)任(ren)羅伯特·休伯決定購買一臺Ｘ射(she)(she)線(xian)衍(yan)(yan)射(she)(she)儀(yi)以滿足米(mi)(mi)歇爾(er)的(de)(de)實驗(yan)需(xu)要(yao)，可惜的(de)(de)是(shi)菌(jun)(jun)紫(zi)紅(hong)質的(de)(de)晶(jing)(jing)(jing)體(ti)質量(liang)一直(zhi)沒能(neng)提高。

盡管遭受重大挫折，但是(shi)(shi)米歇爾(er)根據他最初的(de)(de)觀察(cha)和分(fen)析，堅(jian)信自己(ji)一定能長出高質(zhi)量(liang)的(de)(de)膜(mo)蛋(dan)白單晶(jing)。于(yu)是(shi)(shi)，他嘗試去結(jie)晶(jing)別的(de)(de)膜(mo)蛋(dan)白，其中(zhong)(zhong)最有希望的(de)(de)膜(mo)蛋(dan)白——紫(zi)細(xi)菌光合反(fan)應中(zhong)(zhong)心被(bei)成功結(jie)晶(jing)了(le)(le)(le)(le)，而且(qie)衍射(she)質(zhi)量(liang)非(fei)常好，這(zhe)是(shi)(shi)在１９８１年(nian)(nian)９月。在Ｘ射(she)線衍射(she)儀上(shang)收集了(le)(le)(le)(le)大量(liang)數(shu)據后，米歇爾(er)就開始(shi)了(le)(le)(le)(le)結(jie)構分(fen)析工作。后來，約翰·戴(dai)(dai)森霍(huo)(huo)弗(fu)也加入到了(le)(le)(le)(le)這(zhe)個課題研究中(zhong)(zhong)來。最終，他們成功解析了(le)(le)(le)(le)紫(zi)細(xi)菌光合反(fan)應中(zhong)(zhong)心的(de)(de)三維結(jie)構，分(fen)辨(bian)率(lv)為３埃，文章(zhang)發表于(yu)１９８５年(nian)(nian)Ｎａｔｕｒｅ雜(za)志上(shang)。僅僅三年(nian)(nian)后，米歇爾(er)、戴(dai)(dai)森霍(huo)(huo)弗(fu)和休伯就被(bei)授(shou)予１９８８年(nian)(nian)諾貝(bei)爾(er)化學獎(jiang)，這(zhe)不能不說是(shi)(shi)一個奇跡(ji)，因為獲得諾貝(bei)爾(er)獎(jiang)的(de)(de)成果(guo)大多(duo)是(shi)(shi)要經過十年(nian)(nian)以(yi)上(shang)的(de)(de)等待后才被(bei)授(shou)予諾貝(bei)爾(er)獎(jiang)的(de)(de)。

米(mi)歇爾(er)(er)獲諾(nuo)貝爾(er)(er)獎時只(zhi)有４０歲，這在(zai)諾(nuo)貝爾(er)(er)化(hua)(hua)學(xue)獎獲得者中(zhong)是(shi)(shi)(shi)(shi)相當(dang)年輕的(de)(de)。米(mi)歇爾(er)(er)不僅是(shi)(shi)(shi)(shi)解析(xi)(xi)第一(yi)個(ge)膜(mo)(mo)(mo)蛋(dan)(dan)白(bai)三維(wei)結(jie)構的(de)(de)最(zui)大(da)(da)貢獻者，還是(shi)(shi)(shi)(shi)后(hou)來膜(mo)(mo)(mo)蛋(dan)(dan)白(bai)結(jie)晶(jing)技術發展過程中(zhong)抗體(ti)片段介(jie)導的(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)蛋(dan)(dan)白(bai)結(jie)晶(jing)法(fa)的(de)(de)發明者。由(you)米(mi)歇爾(er)(er)等(deng)三位諾(nuo)貝爾(er)(er)化(hua)(hua)學(xue)獎獲得者開啟的(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)蛋(dan)(dan)白(bai)結(jie)構生(sheng)(sheng)物學(xue)現在(zai)已經非(fei)常熱門。２００３年諾(nuo)貝爾(er)(er)化(hua)(hua)學(xue)獎再一(yi)次被授予(yu)解析(xi)(xi)細胞膜(mo)(mo)(mo)上的(de)(de)鉀離(li)子(zi)通道(dao)和水通道(dao)的(de)(de)兩位美國(guo)科(ke)學(xue)家——羅德里(li)克(ke)·麥金農（ＲｏｄｅｒｉｃｋＭａｃｋｉｎｎｏｎ）和皮(pi)特·阿格雷（ＰｅｔｅｒＡｇｒｅ）。回顧米(mi)歇爾(er)(er)成(cheng)功(gong)結(jie)晶(jing)第一(yi)個(ge)膜(mo)(mo)(mo)蛋(dan)(dan)白(bai)的(de)(de)歷(li)程，１９７７年的(de)(de)那(nei)(nei)次偶(ou)然發現是(shi)(shi)(shi)(shi)至(zhi)關重要(yao)的(de)(de)。如果當(dang)時他(ta)沒(mei)有仔細觀察，或者觀察到了(le)卻沒(mei)當(dang)作一(yi)回事，那(nei)(nei)么(me)他(ta)也就不會去嘗試結(jie)晶(jing)膜(mo)(mo)(mo)蛋(dan)(dan)白(bai)了(le)，更不會獲得諾(nuo)貝爾(er)(er)獎了(le)。正是(shi)(shi)(shi)(shi)由(you)于他(ta)抓住了(le)那(nei)(nei)次機遇，進行了(le)認真分(fen)析(xi)(xi)后(hou)，堅信自己一(yi)定能(neng)生(sheng)(sheng)長出(chu)當(dang)時被認為不可能(neng)的(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)蛋(dan)(dan)白(bai)晶(jing)體(ti)。于是(shi)(shi)(shi)(shi)，他(ta)那(nei)(nei)樣做(zuo)了(le)，他(ta)打破常規的(de)(de)創新想法(fa)受到了(le)導師(shi)的(de)(de)大(da)(da)力支持，最(zui)終他(ta)成(cheng)功(gong)了(le)！

像這樣的例子還有很多，比如日本科(ke)學(xue)家白川英樹發(fa)現(xian)(xian)導電(dian)塑料，華(hua)裔科(ke)學(xue)家錢(qian)永(yong)健發(fa)明(ming)鈣(gai)染料等。無數科(ke)學(xue)研(yan)究上的成(cheng)功案例告訴我們(men)：一(yi)定要(yao)抓住(zhu)機遇(yu)發(fa)現(xian)(xian)科(ke)學(xue)事實！同時，必須記住(zhu)：機遇(yu)只偏愛有準備(bei)的頭腦。在科(ke)研(yan)過程(cheng)中，我們(men)應該隨時準備(bei)著去發(fa)現(xian)(xian)，去思考，去探索！

諾貝爾化學(xue)獎之核糖體的(de)(de)精細復雜的(de)(de)晶體結(jie)構

真的沒有(you)想(xiang)到今年的諾貝爾化學(xue)(xue)獎會頒給(gei)核糖(tang)體(ti)的結(jie)(jie)(jie)構(gou)研(yan)究，不(bu)過(guo)還是非常(chang)興奮的，因為(wei)本人亦在從事通(tong)過(guo)Ｘ射(she)線晶體(ti)學(xue)(xue)解(jie)析(xi)蛋白質結(jie)(jie)(jie)構(gou)領域的研(yan)究。曾經就覺得解(jie)析(xi)核糖(tang)體(ti)（由大、小(xiao)兩(liang)個亞(ya)(ya)基(ji)(ji)構(gou)成(cheng)）的晶體(ti)結(jie)(jie)(jie)構(gou)的文(wen)章很不(bu)平(ping)凡，因為(wei)報道大亞(ya)(ya)基(ji)(ji)結(jie)(jie)(jie)構(gou)的文(wen)章在Ｓｃｉｅｎｃｅ上撰寫(xie)了１６頁(ye)(ye)（普(pu)通(tong)文(wen)章４頁(ye)(ye)左右(you)）；剛(gang)查(cha)到報道小(xiao)亞(ya)(ya)基(ji)(ji)結(jie)(jie)(jie)構(gou)的文(wen)章亦在Ｎａｔｕｒｅ上撰寫(xie)了１３頁(ye)(ye)（普(pu)通(tong)文(wen)章６頁(ye)(ye)左右(you)）。

這(zhe)兩篇文章以及另一篇解析核糖體小亞(ya)基的文章都發表于(yu)２０００年，也就是說短(duan)(duan)短(duan)(duan)過了(le)９年，三位負責人(ren)就獲得(de)了(le)諾(nuo)貝爾獎(jiang)。當(dang)然這(zhe)里說短(duan)(duan)短(duan)(duan)其實已經非常長了(le)（原因下一篇再談，呵呵）。

接下(xia)來(lai)，就來(lai)看(kan)看(kan)他們三(san)位(wei)的絕世文(wen)章及里面的精美圖片(pian)吧(ba)！

蛋(dan)白質(zhi)結晶(jing)系列(lie)之一(yi)（自譯）

１．蛋白質結晶（ＣｒｙｓｔａｌｌｉｚｉｎｇａＰｒｏｔｅｉｎ）

１．１引言（Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）

當(dang)別(bie)人在談(tan)論傅(fu)立葉(xie)和(he)帕特森，或者分子置換及分子動力學改良(liang)時，新到蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)Ｘ射線晶體學實驗(yan)室的(de)同學們可(ke)能會迷惑。然而，他們立即會明白(bai)(bai)要想確定(ding)蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)的(de)結(jie)構，首(shou)先必須(xu)生長(chang)(chang)出(chu)合適的(de)晶體。沒有晶體，便談(tan)不上用Ｘ射線確定(ding)蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)結(jie)構。這一章，我(wo)們討論蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)晶體生長(chang)(chang)的(de)原(yuan)理。作為實踐，我(wo)們將給出(chu)結(jie)晶溶(rong)菌酶(mei)的(de)方法。我(wo)們還將得(de)到一個溶(rong)菌酶(mei)晶體的(de)Ｘ射線衍射圖像，

這將提供(gong)對Ｘ射線衍射的簡介(jie)。這一章包括(kuo)一個關于常見問題的討(tao)論。

１．２蛋白質結晶原理(li)（ＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆＰｒｏｔｅｉｎＣｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ）

蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)Ｘ射線結(jie)構(gou)分析首先要(yao)(yao)獲得合適的(de)(de)(de)單晶(jing)(jing)。蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)結(jie)晶(jing)(jing)學(xue)尚(shang)未發(fa)展成(cheng)熟，盡管很(hen)受人親(qin)睞(lai)，特別(bie)是受航天飛(fei)機中微重(zhong)力實(shi)驗(yan)（Ｋｕｎｄｒｏｔｅｔａｌ．，２００１；ＭｃＰｈｅｒｓｏｎｅｔａｌ．，１９９５）的(de)(de)(de)激發(fa)。蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)結(jie)晶(jing)(jing)是一(yi)個反復試驗(yan)的(de)(de)(de)過程，蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)逐漸會從(cong)溶液中析出，雜質(zhi)(zhi)、晶(jing)(jing)核及其(qi)他(ta)未知因素對此過程有(you)所影響。通(tong)常，蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)越(yue)純，生長晶(jing)(jing)體幾率(lv)越(yue)大(da)。蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)結(jie)晶(jing)(jing)學(xue)者對蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)純度要(yao)(yao)求要(yao)(yao)嚴于生化學(xue)家的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求，后者往(wang)往(wang)在(zai)酶催化活性(xing)足(zu)夠高時就很(hen)滿(man)意。另一(yi)方面，為(wei)了使蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)結(jie)晶(jing)(jing)，不僅(jin)要(yao)(yao)加其(qi)他(ta)成(cheng)分，所有(you)蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)表面性(xing)質(zhi)(zhi)也必須是相同的(de)(de)(de)，特別(bie)是表面的(de)(de)(de)電荷分布，因為(wei)它影響晶(jing)(jing)體內(nei)分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)聚集(ji)。質(zhi)(zhi)譜是蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)結(jie)晶(jing)(jing)中的(de)(de)(de)一(yi)種有(you)效工(gong)具，例如檢測重(zhong)組蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)的(de)(de)(de)表達、樣(yang)品純度、重(zhong)原子(zi)(zi)衍生物及蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)(zhi)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)特性(xing)（Ｃｏｈｅｎ，１９９６；Ｐｏｔｉｅｒｅｔａｌ．，２０００）。

蛋白質結晶涉及四(si)個重要步驟如下：

１．蛋白質純(chun)度的確定。如果不夠非常純(chun)，必(bi)須要進一步純(chun)化。

２．蛋(dan)白質(zhi)溶(rong)解(jie)于合(he)適的(de)溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)中，從中它能通(tong)過一種鹽或有(you)機(ji)(ji)化合(he)物(wu)而析出。溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)通(tong)常是水(shui)－緩(huan)沖(chong)劑(ji)(ji)(ji)溶(rong)液，有(you)時加(jia)(jia)有(you)機(ji)(ji)溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)，如２－甲基－２，４－戊二醇（ＭＰＤ）。正常情況下，沉淀劑(ji)(ji)(ji)也被加(jia)(jia)入，但是濃度(du)不高于使沉淀產(chan)生。對于不溶(rong)于水(shui)－緩(huan)沖(chong)劑(ji)(ji)(ji)或水(shui)－有(you)機(ji)(ji)溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)的(de)膜蛋(dan)白，還需要加(jia)(jia)入去污劑(ji)(ji)(ji)。

３．使溶液(ye)過飽和(he)(he)。在(zai)這一步中，小(xiao)聚集體形(xing)(xing)成，它是晶(jing)(jing)體生長所需的(de)核(he)(he)。對(dui)小(xiao)分子的(de)結(jie)晶(jing)(jing)來說，相比于蛋白(bai)質更(geng)(geng)為人熟(shu)知，晶(jing)(jing)核(he)(he)的(de)自發形(xing)(xing)成需要提供表(biao)面張力能。一旦這個能障被突破了，晶(jing)(jing)體開始生長。能障在(zai)高水平(ping)的(de)過飽和(he)(he)度(du)時很(hen)容易(yi)克服。因此，在(zai)高過飽和(he)(he)度(du)時，晶(jing)(jing)核(he)(he)更(geng)(geng)易(yi)自發形(xing)(xing)成。晶(jing)(jing)核(he)(he)的(de)形(xing)(xing)成可作(zuo)為一個過飽和(he)(he)度(du)和(he)(he)其他(ta)參數(shu)的(de)函數(shu)通(tong)過多種方法來研究，包括光(guang)散射、熒光(guang)去極化及電(dian)子顯微(wei)鏡。

４．一旦(dan)晶(jing)核形(xing)成(cheng)，晶(jing)體生(sheng)長正(zheng)(zheng)式開始。對低分(fen)(fen)子量的(de)化合物而(er)言，新(xin)分(fen)(fen)子會(hui)逐步結合到正(zheng)(zheng)在(zai)生(sheng)長的(de)晶(jing)體表面(mian)(mian)。這(zhe)(zhe)是(shi)由(you)于這(zhe)(zhe)些位置的(de)結合能(neng)比較(jiao)大，相對于分(fen)(fen)子結合到平滑的(de)表面(mian)(mian)。這(zhe)(zhe)些步驟要(yao)(yao)么(me)由(you)晶(jing)系缺陷造成(cheng)，要(yao)(yao)么(me)發生(sheng)在(zai)表面(mian)(mian)隨機形(xing)成(cheng)的(de)晶(jing)核。

蛋白質結晶(jing)系列(lie)之(zhi)二（自譯）

理論(lun)告(gao)訴(su)我們，最好的(de)晶體生(sheng)長要減少過(guo)(guo)飽和度(du)到一(yi)個(ge)低的(de)水平(ping)；維持高飽和度(du)可(ke)能導致過(guo)(guo)多(duo)晶核(he)的(de)形成，從(cong)而(er)產(chan)生(sheng)很多(duo)小晶體（如(ru)圖１．１）。同(tong)時(shi)，晶體需要緩慢地生(sheng)長以在表面達(da)到一(yi)個(ge)最高的(de)有序(xu)度(du)。然而(er)實際中(zhong)，并沒有遵從(cong)這個(ge)基本規則。最簡單的(de)改變過(guo)(guo)飽和度(du)的(de)方式(shi)是改變溫(wen)度(du)或沉淀劑的(de)濃度(du)。

蛋(dan)白(bai)質沉(chen)淀可以通過添加鹽(yan)(yan)(yan)、聚乙二醇或有機(ji)溶劑。作(zuo)(zuo)為(wei)沉(chen)淀劑，鹽(yan)(yan)(yan)有雙重(zhong)作(zuo)(zuo)用，即鹽(yan)(yan)(yan)析和鹽(yan)(yan)(yan)溶。鹽(yan)(yan)(yan)離(li)子(zi)(zi)屏蔽了(le)蛋(dan)白(bai)質分子(zi)(zi)表面的電荷，因此(ci)從而減弱了(le)分子(zi)(zi)間的排(pai)斥力(li)。此(ci)外，部分水被固(gu)定從而不可與(yu)蛋(dan)白(bai)質結合，因為(wei)鹽(yan)(yan)(yan)離(li)子(zi)(zi)周圍形成水化層。最(zui)常用的鹽(yan)(yan)(yan)是(shi)硫酸(suan)銨，其優點(dian)是(shi)溶解性好，對大多數蛋(dan)白(bai)質無損害，即使(shi)濃度很高。

聚乙二醇(chun)對水有高親和性，能像(xiang)鹽那(nei)樣(yang)固定水。而且，它以不同(tong)的方式(shi)影響蛋白(bai)質的溶(rong)解度。ＰＥＧ分(fen)子(zi)(zi)不能超過其半(ban)徑(jing)而更接(jie)近蛋白(bai)質分(fen)子(zi)(zi)表面(mian)，蛋白(bai)質分(fen)子(zi)(zi)周圍有ＰＥＧ中心不能接(jie)近的水化層。如果(guo)蛋白(bai)質分(fen)子(zi)(zi)聚集，這些水化層

部分(fen)(fen)重疊，從(cong)而不可接(jie)近的(de)(de)區(qu)域變小。結果，可接(jie)近區(qu)域變大。從(cong)而有更多的(de)(de)空(kong)間對ＰＥＧ分(fen)(fen)子(zi)可用，它們的(de)(de)熵(shang)增加（以一些蛋白質熵(shang)為代(dai)價），系統的(de)(de)自(zi)由能降低。因(yin)此，蛋白質分(fen)(fen)子(zi)聚集的(de)(de)這種情況在使(shi)用ＰＥＧ時是最有利的(de)(de)。

蛋(dan)白質結晶(jing)中最普(pu)遍的(de)有機溶劑(ji)是ＭＰＤ。有機溶劑(ji)具有靜電(dian)效應，它(ta)們能降低介質的(de)的(de)介電(dian)常數。靜電(dian)力變強，從而(er)壓(ya)縮蛋(dan)白質分(fen)子(zi)(zi)周(zhou)圍離(li)子(zi)(zi)的(de)雙電(dian)層(ceng)。這些分(fen)子(zi)(zi)可以彼此更加接(jie)近，如果在一(yi)個有利的(de)方向，它(ta)們便可以聚集。

一(yi)些蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)在水中(zhong)溶解度不(bu)(bu)好，但是(shi)如果加入少(shao)(shao)量(liang)鹽（比鹽析少(shao)(shao)的多）就可(ke)溶解。移除鹽后，蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)便會(hui)(hui)析出。這種(zhong)鹽溶效應可(ke)以解釋(shi)為蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)分子(zi)表(biao)面帶電基(ji)團和溶液中(zhong)離(li)(li)子(zi)相互(hu)競爭的結果。在有溶劑離(li)(li)子(zi)時，蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)分子(zi)不(bu)(bu)會(hui)(hui)被離(li)(li)子(zi)雙層(ceng)包圍，而能(neng)通過不(bu)(bu)同蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)分子(zi)上異種(zhong)電荷之(zhi)間的庫侖(lun)力相互(hu)聚集。如果少(shao)(shao)量(liang)離(li)(li)子(zi)被加入，蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)周圍會(hui)(hui)形成離(li)(li)子(zi)雙層(ceng)，它們彼此之(zhi)間不(bu)(bu)擴(kuo)散(san)不(bu)(bu)排斥。

其他降低蛋白質溶解度(du)的方法有改變溶液ｐＨ或溫度(du)。

綜上所述，通常結晶蛋(dan)白質的步(bu)驟如下(xia)：

１．仔細檢(jian)測純度(du)。

２．ａ．慢(man)慢(man)增加沉淀劑(ji)的濃度(du)，如ＰＥＧ、鹽或(huo)有機溶劑(ji)等。

ｂ．改變ｐＨ或溫(wen)度。

實際中，通常(chang)(chang)可(ke)用作結(jie)晶(jing)實驗(yan)(yan)的(de)(de)蛋白質(zhi)的(de)(de)量(liang)非常(chang)(chang)少。要(yao)確(que)定最好的(de)(de)結(jie)晶(jing)條(tiao)件，經常(chang)(chang)需(xu)要(yao)進行大量(liang)的(de)(de)實驗(yan)(yan)。因此，每(mei)次實驗(yan)(yan)應該用最少量(liang)的(de)(de)蛋白質(zhi)。一個(ge)合(he)理大小（０．２×０．２×０．２ｍｍ＝０．００８ｍｍ３）的(de)(de)蛋白質(zhi)晶(jing)體重約１０μｇ。因此，１ｍｇ純化的(de)(de)蛋白質(zhi)可(ke)以足夠做大約１００次結(jie)晶(jing)實驗(yan)(yan)。

膜蛋白(bai)在水中(zhong)不(bu)溶(rong)(rong)解，因此(ci)很難結晶。通(tong)常(chang)的(de)(de)策略是(shi)使用(yong)洗滌劑將(jiang)其溶(rong)(rong)解于水溶(rong)(rong)液中(zhong)，然后(hou)采用(yong)水溶(rong)(rong)性(xing)蛋白(bai)的(de)(de)操(cao)作程序(xu)（Ｍｉｃｈｅｌ，１９９０；Ｓｏｗａｄｓｋｉ，１９９４）。Ｌａｎｄａｕ和Ｒｏｓｅｎｂｕｓｃｈ（１９９６）引進一種新的(de)(de)方(fang)(fang)(fang)法能夠結晶膜蛋白(bai)。他們(men)采用(yong)脂立(li)(li)方(fang)(fang)(fang)相(xiang)作為各種化(hua)合(he)物結晶的(de)(de)母體，脂立(li)(li)方(fang)(fang)(fang)相(xiang)是(shi)具有立(li)(li)體對稱性(xing)的(de)(de)液晶，它們(men)能在脂和水的(de)(de)混合(he)物中(zhong)形(xing)成(cheng)（ＬｉｎｄｂｌｏｍａｎｄＲｉｌｆｏｒｓ，１９８９）。一些類型的(de)(de)脂立(li)(li)方(fang)(fang)(fang)相(xiang)是(shi)存在的(de)(de)。Ｌａｎｄａｕ等(deng)人（１９９７）成(cheng)功地(di)在某一類型脂立(li)(li)方(fang)(fang)(fang)相(xiang)中(zhong)生長出了高(gao)度有序(xu)的(de)(de)細(xi)菌視紫紅質(zhi)（ｂａｃｔｅｒｉｏｒｈｏｄｏｐｓｉｎ）膜蛋白(bai)晶體（ｓｅｅａｌｓｏＧｏｕａｕｘ，１９９８）。但仍要看是(shi)否這種方(fang)(fang)(fang)法在結晶更(geng)多膜蛋白(bai)中(zhong)取得成(cheng)功。

科研中沒有不可能的事！請看這(zhe)里

１９７９年(nian)(nian)(nian)以(yi)前幾乎沒有人認為膜(mo)(mo)蛋白可以(yi)得到晶體(ti)，用于Ｘ射(she)線(xian)衍射(she)分析；德國(guo)科學家哈特(te)姆特(te)·米(mi)歇爾不信，他從７９年(nian)(nian)(nian)開始著(zhu)手(shou)膜(mo)(mo)蛋白的結晶。結果，于１９８５年(nian)(nian)(nian)成(cheng)功解析世界上(shang)第一個膜(mo)(mo)蛋白－紫細菌光合反(fan)應中心(xin)！于１９８８年(nian)(nian)(nian)獲(huo)得諾貝(bei)爾化學獎。

離(li)子(zi)通道被人們(men)證實了多年(nian)，但一直未(wei)能得(de)到其晶體(ti)結構。１９９８年(nian)，美國科學(xue)家麥克金龍等(deng)成功得(de)到了鉀通道的晶體(ti)結構，從(cong)而開辟了離(li)子(zi)通道研(yan)究(jiu)的新時代！于２００３年(nian)獲得(de)諾貝爾化學(xue)獎。

多年(nian)來(lai)人們一直認為β腎上(shang)腺(xian)素(su)(su)受體(ti)(ti)的(de)(de)晶體(ti)(ti)結(jie)構是(shi)不可(ke)能得到(dao)的(de)(de)，結(jie)果就(jiu)在(zai)去年(nian)，美國科(ke)學家(jia)終于得到(dao)了！β腎上(shang)腺(xian)素(su)(su)受體(ti)(ti)屬(shu)于Ｇ蛋白(bai)偶(ou)(ou)聯(lian)(lian)的(de)(de)受體(ti)(ti)。當今，有(you)５０％以上(shang)的(de)(de)藥(yao)物(wu)的(de)(de)靶點都在(zai)Ｇ蛋白(bai)偶(ou)(ou)聯(lian)(lian)的(de)(de)受體(ti)(ti)，可(ke)見其(qi)重要(yao)性。在(zai)人體(ti)(ti)內，Ｇ蛋白(bai)偶(ou)(ou)聯(lian)(lian)受體(ti)(ti)是(shi)多種(zhong)激素(su)(su)、神經遞質等發揮作用所必不可(ke)少的(de)(de)！至今獲得高分辨率解(jie)析的(de)(de)只有(you)視紫紅質和(he)β１和(he)β２腎上(shang)腺(xian)素(su)(su)受體(ti)(ti)，然而(er)，Ｇ蛋白(bai)偶(ou)(ou)聯(lian)(lian)受體(ti)(ti)家(jia)族有(you)五大類共(gong)８００多種(zhong)蛋白(bai)，看(kan)來(lai)要(yao)搞清(qing)楚這些還有(you)很長一段路(lu)要(yao)走。同是(shi)在(zai)２００７年(nian)，１２月的(de)(de)一期(qi)Ｎａｔｕｒｅ雜志(zhi)上(shang)刊登了一位科(ke)學家(jia)的(de)(de)三篇文(wen)章(zhang)，分別是(shi)關于Ｎａ＋，Ｋ＋－ＡＴＰａｓｅ、Ｈ＋－ＡＴＰａｓｅ和(he)

Ｃａ２＋－ＡＴＰａｓｅ的(de)(de)晶體結構及(ji)作(zuo)(zuo)用機(ji)制解析(xi)，這(zhe)三(san)者是在離子(zi)跨膜主動運輸中發揮著“泵”的(de)(de)作(zuo)(zuo)用的(de)(de)三(san)種重要的(de)(de)跨膜蛋白。

什么(me)叫不(bu)可(ke)能？沒有什么(me)不(bu)可(ke)能！大家務必(bi)記住這一點！