의학적 관련성이 있는 단백질을 포함하여 단백질의 결정화는 단백질 구조를 이해하고 치료제를 설계하는 등 다양한 이유로 수행된다. 핵생성과 성장의 속도법칙(rate law)에서 동역학 상수, 특히 거대분자 집합체인 캡시드와 같은 고도 생물치료제의 동역학 상수를 얻는 것은 결정화 공정의 설계에 있어 어렵지만 필수적이다. 본 연구에서는 재조합 아데노부속바이러스(recombinant adeno-associated virus, rAAV) 캡시드의 결정화에 대해 핵생성과 성장의 동역학을 추출하기 위해 결합된 집단균형(population balance) 및 종(species) 균형 방정식을 개발하였다. 매달린 방울(hanging-drop) 증기확산(vapor diffusion) 시스템에서의 캡시드 결정화에 대한 실험 데이터와 모델 결과를 비교한 결과, 방울로부터의 증기 확산의 느린 속도가 초기 핵생성과 성장 과정의 지배요인임을 보여주었으며, 캡시드의 핵생성은 미세방울에서 이종핵생(heterogeneous nucleation)을 통해 일어난다. 또한 분자량이 매우 높은(∼3.6 MDa) 캡시드가 구형의 외부 구조/형상을 지니기 때문에 글리신(∼75 Da)과 같은 소형 유기물, 저분자량 단백질, 그리고 소분자 활성 제약성분(active pharmaceutical ingredients)과 유사한 핵생성 경향을 보인다는 결과도 확인되었다. 캡시드는 단백질 및 기타 거대분자에서와 마찬가지로 핵생성 기간이 연장되지만, 성장률은 매우 낮으며 성장률 전자계수(growth rate prefactor)는 리소자임(lysozyme)보다 7자릿수(orders of magnitude) 낮다. 캡시드의 결정 성장률은 리소자임에 비해 과포화(supersaturation)에 대한 민감도가 약하며, 매우 높은 분자량으로 인해 느린 브라운 운동(brownian motion)으로 인한 캡시드의 수송(이동)에 의해 제한된다.

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