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蛋白质结晶在药物设计、分离纯化以及药物传递等领域有着广泛的应用。近年来,全球生物制药市场正突飞猛进的发展,但是由于蛋白质结晶过程受多种因素影响,获得高质量的蛋白质晶体仍面临着许多技术难点。本文首先对蛋白酶K、溶菌酶及木瓜蛋白酶的结晶条件进行了初步筛选,进而选取溶菌酶为目标蛋白质。针对溶菌酶的氨基酸组成与结构特点,制备了末端基团分别为对乙酰基(S-PhAc)、联苯基(S-biPh)以及对三氟甲基(S-PhCF3)的三种功能界面,并研究其对溶菌酶结晶过程的影响规律。采用悬滴式蒸汽扩散方法,在15 mg/mL溶菌酶浓度条件下,S-PhAc界面上可获得最大的溶菌酶晶体,24 h时尺寸可达270μm。批量法结晶实验中,24 h时S-PhAc界面上溶菌酶晶体尺寸在150至275μm的范围内,而在对照组商用硅烷化盖玻片上,形成的晶体聚集在一起且尺寸较小。通过红外光谱和X射线粉末衍射表征由批量法获得的溶菌酶晶体,实验结果表明功能界面诱导的结晶过程中,溶菌酶的结构没有发生显著的改变。通过偏光显微镜的观测结果计算得出,功能界面显著增强了异相成核作用,且异相成核作用强度Nhetero按照(?)的顺序减小。原位实时原子力显微镜观测结果表明,结晶初始阶段S-PhAc界面上形成的溶菌酶分子团簇具有最快的生长速率,为0.088±0.004nm/s,远远高于在对照组商用盖玻片上的生长速度(0.025±0.005nm/s);而当晶体达到一定尺寸时,末端功能分子对晶体的生长速率没有显著的影响。分子模拟结果表明,功能界面能够与选定溶菌酶无规卷曲中特定的氨基酸以及氢原子之间产生弱相互作用力,无规卷曲结构与功能界面的结合能越强,越容易发生异相成核。因此,设计作用于蛋白质特定无规卷区结构的功能分子,是在初始阶段调控蛋白质结晶过程的有效途径。