提高晶体质量

Naomi Chayen教授是著名奖项的获奖者，包括年度创新者，绰号为“结晶大师”，她告诉我们一些关于她的职业生涯和她的实验室正在做的工作，以帮助推进结晶领域。

问:最初是什么让你对科学尤其是结构生物学产生兴趣?

A:我获得了药剂学学位，因为我想要一门职业学科。自从我获得生物化学博士学位后，我就没有真正做过药剂师。当我对结构生物学一无所知的时候，我继续从事研究。带着忐忑，我冒险一试，从而获得了令人兴奋的科学和生活的新视野，如接受皇室的奖励，与俄罗斯宇航员合作，媒体采访，商业化等等……
从那以后，我再也没有回头，30年过去了，我仍然在这里，带着同样的热情和活力，一直在努力提出新的创新和想法。

问:到目前为止，你最有价值的成就是什么?

答:我想说，对我来说，最有价值的成就是通过开发各种新方法来获得成功的晶体，从而导致许多蛋白质的结构测定，包括膜蛋白和大分子复合物，这些蛋白质以前用传统技术无法结晶。将我的科学研究转化为实际应用，增强了研究的影响力。

另一个令人满意的方面是领先的多学科研究——尤其是当不相关的领域结合起来时，会产生突破。例如，将骨组织再生或生物传感器研究与大分子结晶结合在一起。

问:除了科学，你还有什么兴趣和激情?

A:我很喜欢滑雪。这是一种独特的活动，使人能够不断提高，但同时完全关闭和放松。我也喜欢旅行和探索新的地方和文化。

问:您能介绍一下您实验室的研究方向吗?

答:我实验室的研究有两个相互关联的主要方向:首先是发展对结晶过程的基本理解，并利用这一点设计实用的方法(包括高通量方法)，以生产具有医学和工业价值的高质量晶体。二是将靶蛋白结晶，用于结构确定和药物合理设计。目前，我们正在研究与癌症、艾滋病毒、糖尿病和心脏病相关的蛋白质的结晶。

问:在蛋白质结晶过程中遇到的一些挑战是什么?

答:完全没有晶体，得到的是微小的低质量晶体，相分离或无定形沉淀，最令人沮丧的是:得到的是大而漂亮的晶体，没有衍射一点!

问:什么是成核剂，它们如何帮助结晶过程?

答:成核剂是诱导成核和形成晶体的物质。核仁可以由蛋白质或非蛋白质物质构成。它们通过充当蛋白质分子粘附和聚集的锚点或模板来帮助结晶过程。成核剂可用于筛选阶段，以促进晶体的初始外观，也可用于结晶的优化阶段，以帮助改善晶体质量。到目前为止，有两种成核剂已经商业化，“Naomi的成核剂”(2009年)和“Chayen Reddy MIP”(2016年)，进一步的产品正在开发中。

问:你能告诉我们更多关于碳纳米材料作为成核剂的潜力吗?

答:碳纳米材料利用了石墨烯的力量。这种所谓的“神奇材料”由单层原子构成，已被广泛用于从触摸屏到卫星的各种技术。为了设计成核剂，聚合物被附着在石墨烯上;聚合物似乎在石墨烯表面形成了小口袋，有点像烤盘。这些嫁接的分子有助于吸引蛋白质，并将它们限制在规则的小簇中。这有助于它们形成可以用x射线衍射分析的晶体。