提高蛋白质结晶成功率的新技术
上层建筑材料是21世纪初提出的，至今仍是一个非常活跃的前沿领域。微结构的大小和尺度与蛋白质大小相当，因此可以干预蛋白质的结晶过程，促进蛋白质聚集态的形成，从而降低两步成核中的台阶能垒。其次，聚集的蛋白质分子通过材料本体结构的晶格被引导排列，促进了蛋白质分子的有序排列和晶核的形成，从而降低了两步成核中第二步的能垒。
虽然已经有实验和理论证明超材料在蛋白质结晶方面有很大的潜力，但要发挥其优势，还需要与目前蛋白质结晶的高通量筛选系统兼容。目前，世界上广泛使用液体处理机器人进行高通量结晶筛选，筛选一个结晶条件的蛋白质样品消耗量为纳米级。因此，如何在不对结晶系统造成较大影响的情况下，快速稳定地向高通量体系中添加成核剂，成为亟待解决的问题。
然后，通过优化生产制备工艺，考察了各种生产因素对成核剂粒径和稳定性的影响，确定了适合高通量蛋白质结晶筛选的成核剂悬浮液的制备工艺。这是一种具有表面超结构的有机-无机复合材料，尺寸分布在几百纳米到几微米之间。该产品由材料颗粒悬浮液和水溶液组成。在蛋白质结晶筛选实验中，使用该产品有助于提高蛋白质结晶筛选的成功率，包括提高晶体分辨率和筛选新的结晶条件，使未结晶或难以结晶的蛋白质成功结晶， 显示出巨大的应用潜力。使用这种成核剂已经成功地结晶和分析了十多种蛋白质晶体结构。
此外，对于可以结晶的蛋白质分子，成核剂悬浮液在筛选新的结晶条件和提高结晶的分辨率方面也是有效的。目前，Advanced Institute已与中国超过18个实验室合作，为中国的生命科学和生物研究提供帮助。
蛋白质晶体板
物理化学中研究蛋白质晶体结构的分支。蛋白质分子是由数百个或更多的α-氨基酸作为单体缩合而成的多肽链组成的。α-氨基酸中有20种L-氨基酸可以在蛋白质中形成多肽链。
甘氨酸的R基团是氢原子，而其它氨基酸的R基团是脂肪侧链、带有羟基的脂肪侧链、带有芳环的侧链、碱性侧链、带有羧酸基团的侧链、带有酰胺基团的侧链和含硫侧链。脯氨酸的侧链是丙二酰基(-CH2-CH2-CH2-)，一端与Cα相连，另一端与脯氨酸中氨基的氮原子相连，形成五元环，使氨基成为仲氨基，在其他氨基酸中是伯氨基。这样，脯氨酸缩合成多肽后得到的残基，氮原子上没有氢原子。
重组蛋白质技术在蛋白质结晶、蛋白质相互作用和结构蛋白质组学的研究中起着非常重要的作用。目前，固定化金属离子亲和层析(IMAC)技术常用于通过IMAC材料上的金属离子与组氨酸标签之间的螯合作用来纯化带有组氨酸标签的重组蛋白。但由于IMAC材料上的金属离子是暴露在材料表面的，所以任何能与金属离子螯合的蛋白质都可以在IMAC上得到，比如表面富含组氨酸。
