Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ứng dụng phổ hồng ngoại gần trong tinh thể hóa protein điều khiển nhiệt độ
Tóm tắt
Các tinh thể protein lớn và chất lượng cao là cần thiết để xác định cấu trúc của protein thông qua nhiễu xạ tia X. Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất một kỹ thuật để tạo điều kiện sản xuất các tinh thể như vậy và xác nhận tính khả thi của nó thông qua các mô phỏng. Một phương pháp phân tích cho dung dịch protein trong nước dựa trên phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) được kết hợp với chiến lược kiểm soát nhiệt độ để điều khiển mức độ bão hòa tuyệt đối trong quá trình phát triển tinh thể, từ đó ảnh hưởng đến chất lượng tinh thể. Kỹ thuật này yêu cầu kiến thức tối thiểu về động học tăng trưởng từ trước. Các mô phỏng cho thấy rằng, trong điều kiện lý tưởng, thiết kế này có thể hiệu quả như các chương trình nhiệt độ được thiết kế trước cho quá trình kết tinh dựa trên động học tăng trưởng đã biết. Hai loại lỗi có thể gặp phải với thiết kế này. Lỗi trong ước tính số lượng tinh thể giống có thể dẫn đến tốc độ tăng trưởng sai lệch so với mong muốn. Tuy nhiên, độ lệch này thường có thể chấp nhận được và sự không ổn định của hệ thống khó xảy ra. Dựa trên sai số chuẩn của phương pháp FTIR của chúng tôi, lỗi trong việc đo nồng độ được mô phỏng. Lỗi đo có thể dẫn đến sự không ổn định của hệ thống và làm suy yếu thuật toán điều khiển. Những lỗi này có thể được bù đắp bằng cách giới hạn sự thay đổi nhiệt độ do hành động điều khiển gây ra, hoặc bằng cách cải thiện độ chính xác của phép đo thông qua việc sử dụng các nồng độ hồi quy. Qua các mô phỏng, đã cho thấy rằng thiết kế được đề xuất là thực tiễn và đại diện cho một cải tiến đáng kể so với kỹ thuật kết tinh đồng nhất thường được sử dụng.
Từ khóa
#tinh thể protein #phổ hồng ngoại #điều khiển nhiệt độ #kết tinh #động học tăng trưởngTài liệu tham khảo
Gernert, K. M., Smith, R., and Carter, D. C. (1988), Anal. Biochem. 168, 141–147.
Jones, A. G. and Mullin, J. W. (1974), Chem. Eng. Sci. 29, 105–118.
DeMattei, R. C. and Feigelson, R. S. (1992), J. Crystal Growth 122, 21–30.
Lorber, B. and Giegé, R. (1992), J. Crystal Growth 122, 168–175.
Demattei, R. C. and Feigdelson, R. S. (1993), J. Crystal Growth 128, 1225–1231.
Rosenberger, F., Howard, S. B., Sowers, J. W., and Nyce, T. A. (1993), J. Crystal Growth 90, 1–12.
Bray, T. L., Kim, L. J., Askew, R. P., Harrington, M. D., Rosenblum, W. M., Wilson, W. W., and DeLucas, L. J. (1998), J. Appl. Crystallogr. 31, 515–522.
Schall, C. A., Riley, J. S., Li, E., Arnold, E., and Wiencek, J. M. (1996), J. Crystal Growth 165, 299–307.
Hu, S. B., Arnold, M. A., and Wiencek, J. M. (2000), Anal. Chem. 72, 696–702.
Feher, G. and Kam, Z. (1985), Methods Enzymol. 114, 77–112.
Durbin, S. D. and Feher, G. (1986), J. Crystal Growth 76, 583–591.
Darcy, P. A. (1998), PhD thesis, University of Iowa, Iowa City, IA.
Wherry, T. C. and Miller, E. C. (1973), in Chemical Engineer’s Handbook, 5th ed., Perry, R. H. and Chilton, C. H., eds., McGraw-Hill, New York, pp. 22-19–22-21.
Box, G. E. P., Hunter, W. G., and Hunter, J. S. (1978), in Statistics for Experimenters, John Wiley & Sons, New York, pp. 453–509.