专题：蛋白质晶体结构解析
简介

蛋白质晶体结构解析:近年来结构生物学发展迅速并和其他学科相互渗透交叉,特别是受到结构基因组学等热点学科的极大带动。作为结构生物学的基本手段和技术,蛋白质晶体学从解析简单的蛋白质三维结构延伸到解决各类生物大分子及复合物结构,并更加注重研究结构与功能之间的相互关系,派生出诸如基于结构的药物设计等应用性很强的分支。生物技术及计算机技术的飞速发展,尤其是高通量技术在生物学领域的应用,为蛋白质晶体学带来了全新的概念和更加广阔的前景
    蛋白质结构与功能的探索是生命科学最重要的研究领域之一,对蛋白质三维结构的精确测定有助于在分子水平上深入了解生命过程,同时也将极大地推进药理学和药物设计的发展。在蛋白质晶体学中,直接法最初被应用于确定重原子坐标以及从头测定原子分辨率的蛋白结构。而通过将直接法与其他结构分析方法相结合,可以在蛋白质晶体学中开创出更多新的应用.
   蛋白质定向进化可以有效提高酶催化的各种性能,特别是2018年诺贝尔化学奖授予美国加州理工的阿诺德教授后,更是引起了人们极大的关注。但是,定向进化改造后的蛋白质为什么具有更好的催化性能,突变位点如何影响蛋白质的结构变化,这些问题需要结合晶体学或者计算化学的研究才能得到更清楚的答案。通过解析突变体的晶体结构,人们可以更好地了解突变对蛋白空腔形状、电荷甚至整体构象带来的影响。将定向进化与蛋白晶体结构解析结合到一起,可以更好地认识酶工程改造的分子基础。
近年来发过哪些顶刊以及方向：
  Bioinformatics | XRRpred:根据蛋白质序列精确预测晶体结构质量
   Angew. Chem. | 蛋白质异质索烃的生物合成及晶体结构解析
   New Phytol | 小麦秆锈菌无毒蛋白AvrSr50晶体结构解析
   Cell Chem Biol | 基于溶液的蛋白质动态结构解析新方法
 Science Advances | 实现了对较小的膜蛋白晶体结构解析方法的研究突破
目前蛋白质晶体结构解析受众人体众多，免疫、蛋白质结构和功能、肥胖与代谢、作物遗传育种、酶工程、转座子系统研发及应用、结构生物学、眼科、口腔修复、递送系统研发、肿瘤、药物化学、生物信息学、整形外科、糖酶的结构解析、计算生物、病原生物学、中药新药开发、临床药理学、稻瘟病菌蛋白结构、酶功能与结构、微生物学、结构植物病理学、绿色鱼药等众多科研人员。
讲师介绍
蛋白质晶体结构解析主讲老师为国内985、双一流大学，主要擅长多种分子克隆技术、深度学习、机器学习、蛋白质的表达纯化、蛋白晶体的生长及优化、Ubuntu系统操作、蛋白晶体结构的解析及精修。
课表内容
第一天
蛋白质结晶前准备
1. 目的蛋白质信息检索（包括实操演示）
1.1 不同种属的蛋白
1.2 蛋白质一级结构的调查
1.3 蛋白质三级结构的预测
1.4 蛋白质理化特性的预测
1.5 蛋白质的配体和共价修饰
2. 分子克隆技术
2.1 目的基因的获取（包括实操演示）
2.2 目的基因的引物设计（包括实操演示）
2.3 传统克隆技术（涉及学习SnapGene软件，包括实操演示）
2.4 无缝克隆技术（涉及学习SnapGene软件，包括实操演示）
以某一基因进行操作演示
3. 利用大肠杆菌表达目的蛋白
3.1 目的蛋白的小量鉴定表达
3.2 目的蛋白的大量表达
3.3 收菌和裂解菌体
3.4 裂解液的离心
3.5 目的蛋白的浓缩
3.6 目的蛋白浓度的测定
4. 真核表达系统
第二天
蛋白质结晶准备
1.蛋白晶体结构的特征
1.1蛋白晶体的空间格子、晶胞和晶面指标
1.2蛋白晶体的对称性、点群、晶系和空间群
2. 蛋白质晶体生长的理论知识（详细讲解温度、pH值、离子强度、有机溶剂、沉淀剂，等等，对蛋白晶体生长的影响；影响蛋白质晶型的因素）
3. 蛋白质晶体生长条件的初筛（详细讲解晶体初筛的注意事项）
4. 蛋白质晶体生长条件的优化 （详细讲解晶体优化的方法，包括改变pH值、沉淀剂，等因素）
5. 晶种法优化蛋白质晶体生长条件
6. 蛋白晶体的挑选和防冻液的配制
第三天
蛋白晶体衍射数据收集
1.X射线衍射
1.1. X射线衍射原理
1.2. X射线衍射的电子密度
1.3. 晶体结构解析的相角问题
2. 上海光源线站BL18U1、BL19U1和BL02U1收集数据的方法 （重点详细讲解，可能需要更长的时间）
3. 蛋白晶体结构解析软件的安装（包括Ubuntu系统、Phenix软件、CCP4软件、PyMoL软件、XDS软件和Adxv软件）
第四天
蛋白晶体结构解析
  1. 1.晶体结构的解析
  2. 1.1. 晶体结构解析流程
  3. 1.2. Index、Intergrate和Scale
  4. 1.3. 分子置换技术（包括实操演示）
  5. 1.4. 蛋白晶体结构的重建（包括实操演示）
  6. 1.5. 蛋白晶体结构的优化（包括实操演示）
  7. 2. 晶体结构的精修（涉及COOT软件、Phenix软件和CCP4软件，包括实操演示）
  8. 3. 晶体结构质量的评价指标（详细讲解各个评价指标）
  9. 4. 蛋白质结构中加入小分子配体
  10. 5. 在结构解析过程中，如何利用软件提高分辨率（重点讲解，需要较长的时间）
第五天
蛋白晶体结构的提交及展示
1. 从晶体生长到解析，详细剖析提高分辨率的方法（包括示例演示）
2. 蛋白晶体结构数据提交到PDB（包括实操演示）
3. 蛋白晶体结构的展示（包括实操演示）
案例实操图片：
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引用往期参会学员的一句话：
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