水凝胶珠中的蛋白质结晶

开发了一种在离子交联多糖凝胶珠中进行高通量蛋白质结晶的简单技术，用于X射线晶体学中晶体的非接触处理。该方法旨在减少晶体与安装工具之间的物理接触以及在各种操作（包括低温保护、重原子衍生化、配体浸泡和衍射实验）期间渗透冲击对晶体造成的机械损伤。在本研究中，使用六种测试蛋白质在藻酸盐和κ-卡拉胶凝胶珠中进行蛋白质结晶，证明蛋白质可以在凝胶珠中成功结晶。在100K温度下收集了凝胶珠中溶菌酶和ID70067蛋白晶体的两组完整衍射数据，没有去除晶体；结果表明，晶体镶嵌性较低。此外，在合成沸石分子筛（MS）存在下，在海藻酸凝胶珠中进行葡萄糖异构酶的结晶；结果表明MS可以减少这种蛋白质在珠粒中的过量成核。为了证明重原子衍生化，在海藻酸凝胶珠中成功地用K2PtBr6衍生了溶菌酶晶体。这些结果表明，凝胶珠可防止在此类实验中对蛋白质晶体造成严重损坏。

聚乙二醇（PEG）水凝胶具有高度的生物相容性广泛用于生物医学和制药的材料应用、控制药物释放和组织工程这项工作，聚乙二醇交联水凝胶，在各种条件下合成，用反扩散法生长溶菌酶晶体技术。结晶实验使用三层安排。结果表明，PEG纤维被掺入在溶菌酶晶体中控制最终的晶体形状。钉水凝胶还诱导溶菌酶晶体的成核比琼脂糖更广泛。聚乙二醇水凝胶也可用于较高浓度（20–50%w/w）作为反扩散中的分离室（塞）实验。在这种情况下，PEG水凝胶控制结晶剂，因此可用于定制过饱和到微调晶体尺寸。例如，胰岛素在10%（w/w）的PEG水凝胶中生长晶体。生成的晶体尺寸约为500μm。

甲基丙烯酸明胶（GelMA）水凝胶有望成为广泛临床治疗的理想皮肤组织工程敷料。在此，我们报告了具有不同GelMA浓度、交联时间和冷冻保护剂（CPA）浓度的GelMA或防冻GelMA水凝胶片的制备。采用低温显微镜和差示扫描量热法（DSC）研究了GelMA或防冻GelMA水凝胶片的结晶性能。结果表明，当GelMA水凝胶浓度大于7%时，冰晶生长较慢。交联60分钟的10%DMSO-7%GelMA水凝胶片在冷却和升温过程中未出现冰晶形成和生长。DSC结果表明，10%DMSO-7%GelMA水凝胶片的玻璃化温度为−111°C。此外，还研究了含成纤维细胞的GelMA或抗冻GelMA水凝胶片以及组织工程皮肤构建物的缓慢冷冻和快速冷冻。结果表明，缓慢（88.8%±1.51）和快速（89.2%±3.00）冷冻成纤维细胞负载的10%DMSO-7%GelMA水凝胶片的细胞存活率无显著差异，显著高于7%GelMA水凝胶片的存活率（33.4%±5.46）。缓慢冷冻（86.34%±1.45）后组织工程皮肤构建物的细胞活力高于快速冷冻（72.74%±1.34）。我们相信，抗冻水凝胶和组织工程的结合将有助于组织工程构建物的冷冻保存。