JPH0733796A - 蛋白質の結晶化方法および容器 - Google Patents

蛋白質の結晶化方法および容器

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JPH0733796A
JPH0733796A JP17838793A JP17838793A JPH0733796A JP H0733796 A JPH0733796 A JP H0733796A JP 17838793 A JP17838793 A JP 17838793A JP 17838793 A JP17838793 A JP 17838793A JP H0733796 A JPH0733796 A JP H0733796A
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JP
Japan
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container
tip
crystallization
protein
solution
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Withdrawn
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JP17838793A
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English (en)
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Hidefumi Ueda
秀文 植田
Atsushi Shiraishi
篤史 白石
Takaharu Asano
高治 浅野
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 蛋白質の結晶化に関し、一つの容器で複数の
結晶化方法を実現できる装置構成を提供することを目的
とする。 【構成】 先端部に第2の容器に螺合する捻子込み部
と、捻子込み部の中心線位置に埋め込んだ注射針とを有
し、中央部に蛋白質溶液を保持する収納部と、後部に溶
液を押し出すピストン部とを有して注射器構造をとる第
1の容器と、先端に第1の容器の捻子込み部と螺合する
凹部と、中央部にシリコンゴムを介して結晶化剤溶液を
保持する収納部と、後部に結晶化剤溶液を加圧するピス
トン部を有する第2の容器とよりなり、第1の容器の先
端部にあって注射針を有する捻子込み部を第2の容器の
先端部にある凹部に螺合してなることを特徴として蛋白
質の結晶化容器を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は静置バッチ法,液液界面
拡散法および蒸気拡散法の何れの蛋白質結晶化方法も行
なえる容器構成とその結晶化方法に関する。
【0002】蛋白質や核酸などの生体高分子はバイオテ
クノロジーの主役として注目されているが、特に酵素や
抗体などの蛋白質はその高度な分子識別能力のため、バ
イオセンサの形で応用研究が進められ、商品化も行なわ
れているが、天然に存在して生物が利用している蛋白質
は熱に対して不安定であり、また、有機溶媒により変性
したり失活したりすることから、工業的利用に当たって
は問題が多い。そして、かゝる変性は蛋白質分子の立体
構造が変化するために生じており、僅かの立体構造の変
化によって活性化は大きく左右されている。
【0003】そのため、蛋白質工学やドラッグデザイン
などの応用研究に当たっては不純物を含まない蛋白質の
単結晶を完全な形で得ることが必要であり、静置バッチ
法,液液界面拡散法,蒸気拡散法,透析法,温度勾配法
など各種の結晶化方法が開発されている。
【0004】
【従来の技術】蛋白質を結晶化させるには蛋白質溶液を
過飽和に導き溶解度を低下させることが必要で、結晶化
剤として硫酸アンモニウム,塩化カリウム,塩化ナトリ
ウムなどの無機塩やポリエチレングリコールなどの有機
溶媒が使用されている。
【0005】こゝで、蛋白質の結晶化は非常にデリケー
トであって、フラスコなどの容器の壁も完全な結晶を得
るには妨げとなり、また溶液の対流や結晶の沈降なども
結晶の成長には障害となり良質の結晶を得るのは困難で
ある。そこで、宇宙空間など重力の影響を受けない理想
的な環境で結晶化を行なうため各種の結晶化装置が開発
されているが、これまでの結晶化装置は特定の方法に対
応しており、一つの装置で各種の方法を実行できるもの
は存在しなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】蛋白質を結晶化させる
方法として各種の方法が知られているが、結晶化を行な
う装置はそれぞれの方法に対応しており、汎用的なもの
は存在しない。そのため宇宙空間など重力の影響を受け
ない理想的な環境で結晶化を行なう場合でも、装置構成
が嵩張るために結晶化方法を変えて行なうことは困難で
ある。そこで、一つの装置で複数の結晶化方法を実行で
きれば甚だ効果的である。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、第1の容
器が先端部に第2の容器に螺合する螺合部と、この螺合
部の中心線位置に埋め込んだ注射針とを有し、中央部に
蛋白質溶液を保持する第1の収納部と、後部に蛋白質溶
液を押し出すピストンとを有して注射器構造をとって構
成されており、また、第2の容器が先端に第1の容器の
螺合部と螺合する穴部と、中央部にシリコンゴムを介し
て結晶化剤溶液を保持する第2の収納部を有し、後部に
結晶化剤溶液を加圧する捻子込み部を有して構成されて
おり、第1の容器の先端部にあって注射針を有する螺合
部を第2の容器の先端部にある穴部に螺合してなる結晶
化容器の使用により解決することができる。
【0008】
【作用】本発明は注射器構造をとる第1の容器と、結晶
化剤溶液を含み第1の容器と螺合する第2の容器とで結
晶化容器を構成するもので、図1は静置バッチ法,液液
界面拡散法,蒸気拡散法を使い分ける場合の装置構成を
示している。
【0009】すなわち、本発明に掛かる結晶化容器の基
本構成は図1(A)に示すように、第1の容器1は注射
器状をした容器の先端に第2の容器2に捻子込み可能な
螺合部3があり、その中心を通って注射針4が埋め込ま
れており、第1の容器1の中央にある第1の収納部5に
蛋白質溶液を入れ、ピストン6により注射針4の先より
蛋白質溶液を供給できる。また、第2の容器2は先端部
に第1の容器の螺合部3が螺合する穴部7が、また中央
部にはシリコンゴム8を介して結晶化剤溶液を入れる第
2の収納部9があり、攪拌棒10を先端に設けた捻子込み
部11により保持されている。
【0010】そして、静置バッチ法を行なう場合は第1
の容器の螺合部3を第2の容器2の穴部7に捻子込んで
注射針4がシリコンゴム8を突き抜けるようにしてか
ら、ピストン6を押圧すると共に第2の容器2の捻子込
み部11を緩め、第1の収納部にある蛋白質溶液を第2の
容器の第2の収納部9に入れ、結晶化剤溶液と混和させ
て結晶化させる。
【0011】また、液液界面拡散法を行なう場合は同図
(B)の装置構成をとるもので、同図(A)と異なると
ころは第2の容器2で攪拌棒10がないことで、この方法
をとる場合は第1の容器1の第1の収納部5にある蛋白
質溶液が第2の容器2の第2の収納部9にある結晶化剤
溶液と混じらないように極めてゆっくりピストン6を動
かすことが必要である。
【0012】また、蒸気拡散法を行なう場合は同図
(C)の構成をとるもので、第1の容器1の構造は静置
バッチ法,液液界面拡散法の場合と変わらない、但し、
蛋白質溶液の使用量が少なく数10μl なので第1の容器
1において蛋白質溶液を保持する第1の収納部とピスト
ンは小型のものを用いたほうが便利である。但し、蒸気
拡散法を行なう場合は第2の容器2の捻子込み部13の構
造が異なり、内部に結晶化剤溶液を滲み込ませた多孔質
材(例えばガーゼ)14を入れ、溶液拡散防止網15で結晶
化剤溶液の移行を防ぎ、一方、第2の収納部9の中でシ
リコンゴム8に接する位置に注射針4で蛋白質溶液の液
滴16を作り、この第2の収納部9を結晶化剤の蒸気で飽
和させることにより、液滴16の表面に蛋白質の結晶を生
じさせるものである。
【0013】なお、シリコンゴムの代わりにネオプレン
やブチルゴムなど耐薬品性に優れ弾力のあるゴムを使用
してよく、また、第1の容器と第2の容器の構成材とし
ては硼硅酸ガラスなどのガラスが望ましいが、ポリメチ
ルペンテン,アクリル,ポリカーボネートなど耐薬品性
の優れた合成樹脂を用いてもよい。
【0014】
【実施例】
実施例1:(静置バッチ法,図2対応) 蛋白質溶液としてリゾチーム4%を含む0.1 Mの酢酸緩
衝液(pH4.2)を用い、また、結晶化剤溶液として9%の
塩化ナトリウムを含む0.1 Mの酢酸緩衝液(pH4.2)を用
い、第1の容器1の第1の収納部5に蛋白質溶液をピス
トン6で吸引して充填し、また、第2の容器2の第2の
収納部9には捻子込み部11を開けて結晶化剤溶液を注入
した後、シリコンゴム8に別に設けた注射針を貫通さ
せ、捻子込み部11で必要とする位置まで押し込み、余分
な結晶化剤溶液を注射針を通して排出させた後、注射針
を除くことにより充填した。次に、第1の容器1の螺合
部3を第2の容器の穴部7に当接して螺合してゆくと、
注射針4はシリコンゴム8の中に入る。これが出発点で
ある。(以上図2A) 次に、第1の容器1の螺合部3を第2の容器2の穴部7
の一杯にまで螺合すると注射針4は第2の容器2の第2
の収納部9にある結晶化剤溶液の中に入る。(以上同図
B) 次に、第1の容器1のピストン6を押し込むと同時に第
2の容器2の捻子込み部11を緩めて蛋白質溶液の全部を
第2の収納部9に移すが、この際、捻子込み部11の回転
と共に攪拌棒10が動く結果、両液の攪拌混合が生じる。
(以上同図C) 次に、この状態で24時間静置した結果、溶液中に一辺の
長さが約0.5 mm の蛋白質の正方晶系晶を得ることがで
きた。 実施例2:(液液界面拡散法,図3対応) 蛋白質溶液として実施例1と同様にリゾチーム4%を含
む0.1 モルの酢酸緩衝液(pH4.2)を用い、また、結晶化
剤溶液として9%の塩化ナトリウムを含む0.1モルの酢
酸緩衝液(pH4.2)を用いた。
【0015】こゝで、装置構成が実施例1と異なるとこ
ろは第2の容器2の捻子込み部11に攪拌棒を備えないこ
とで、また、ピントン6を押圧して第1の収納部5にあ
る蛋白質溶液を第2の収納部9に移行する動作を極めて
徐々に行い、両者が混じらないようにすることで、二液
の界面を保持しておくことである。(以上同図C) このように二液の界面を保持した状態で24時間静置した
結果、溶液中に一辺の長さが約0.5 mm の蛋白質の正方
晶系晶を得ることができた。(以上同図D) 実施例3:(蒸気拡散法,図4対応) 蛋白質溶液としてリボヌクレアーゼS 3.75 %を含む硫
酸アンモニウム32%飽和, 塩化セシウム2.4 M,0.1モル
酢酸緩衝液(pH6.1)を用い、また、結晶化剤溶液として
硫酸アンモニウム40%飽和, 塩化セシウム3.0 M, 酢酸
緩衝液(pH6.1)を用い、また、多孔質材14としてガーゼ
を用い、捻子込み部13の先端凹部に充填した後、結晶化
剤溶液を注ぎ、膨潤させた状態で溶液拡散防止網15をか
ぶせて固定した。(以上図4A) 次に、第1の容器1の螺合部3を第2の容器2に螺合す
ると注射針4の針先20はシリコンゴム8を通って第2の
収納部9の空間に僅かに出る。(以上同図B) 次に、ピストン6を押してシリコンゴム8の露出部に蛋
白質溶液の液滴16を作る。(以上同図C) 次に、注射針4を引いてシリコンゴム8の中に戻し、こ
の状態で2週間静置した結果、液滴16の中に一辺が約0.
3 mm の六方晶系の結晶を得ることができた。
【0016】
【発明の効果】本発明に係る結晶化容器の使用により静
置バッチ法, 液液界面拡散法および蒸気拡散法の三種類
の結晶化を行なうことができ、これにより装置構成を簡
単化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (A)は静置バッチ法,(B)は液液界面拡
散法,(C)は蒸気拡散法用の装置構成図である。
【図2】 静置バッチ法の工程図である。
【図3】 液液界面拡散法の工程図である。
【図4】 蒸気拡散法の工程図である。
【符号の説明】 1 第1の容器 2 第2の容器 3 螺合部 4 注射針 5 第1の収納部 6 ピストン 7 穴部 8 シリコンゴム 9 第2の収納部 10 攪拌棒 11, 13 捻子込み部 14 多孔質材 16 液滴 18 界面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端に注射針4を備え、内部に蛋白質溶
    液を保持する第1の容器1を、先端に第1の容器1の螺
    合部3を螺合する穴部7を有し、内部に結晶化剤溶液を
    保持する第2の容器2に螺合せしめ、前記第1の容器1
    に備えたピストン6により蛋白質溶液を第2の容器2に
    移行させて結晶化することを特徴とする蛋白質の結晶化
    方法。
  2. 【請求項2】 第1の容器1が、先端部に第2の容器2
    に螺合する螺合部3と、該螺合部3の中心線位置に埋め
    込んだ注射針4とを有し、中央部に蛋白質溶液を保持す
    る第1の収納部5を有し、後部に該溶液を押し出すピス
    トン6とを有し、注射器構造をとって構成されており、
    また、第2の容器2が先端に第1の容器1の螺合部3と
    螺合する穴部7を有し、中央部にシリコンゴム8を介し
    て結晶化剤溶液を保持する第2の収納部9を有し、後部
    に結晶化剤溶液を加圧する捻子込み部11を有して構成さ
    れており、前記第1の容器1の先端部にあって注射針4
    を有する螺合部3を前記第2の容器2の先端部にある穴
    部7に螺合してなることを特徴とする蛋白質の結晶化容
    器。
JP17838793A 1993-07-20 1993-07-20 蛋白質の結晶化方法および容器 Withdrawn JPH0733796A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6117232A (en) * 1995-03-01 2000-09-12 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Crystallization control method for organic compound and crystallization control solid-state component employed therefor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6117232A (en) * 1995-03-01 2000-09-12 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Crystallization control method for organic compound and crystallization control solid-state component employed therefor
US6123769A (en) * 1995-03-01 2000-09-26 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Crystallization control method for organic compound and crystallization control solid-state component employed therefor

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