Kristallklare Proteinstrukturen

Die enorme Aufgabe der Bestimmung der Kristallstrukturen von Proteinen wird durch die Entwicklung effizienterer Methoden zur Bildung von Protein-Kristallderivaten vereinfacht.

Die Bestimmung der Struktur von Proteinkristallen umfasst die Bildung des nativen Proteins und eines isomorphen Schweratom-Derivats des Proteins. Das Derivat ist eine Kristallstruktur, die, abgesehen vom Vorhandensein von an Proteinmoleküle gebundenen Schweratomen, dem nativen Protein gleicht.

Diese Kristallisierung nur schwer durchzuführen und oftmals der hemmende Schritt bei der Bestimmung von Kristallstrukturen. Es wurde ein neues Gerät zur Bildung von Kristallderivaten mit Edel- oder toxischen Gasen, wie Xenon oder Krypton, entwickelt. Das Instrument besteht aus einem Kolben, der das zu nutzende Gas unter einen Druck von bis zu 100 Bar setzt. Zur Aufnahme des nativen Kristalls von seinem Kryoschutz wird eine standardisierte Kryoschlaufe an einer speziellen Nadel verwendet. Danach wird die Nadel, die sich in einer Spezialhalterung befindet, in das Instrument geführt.

Das Kristall wird dann unter Druck gesetzt, damit das Derivat durch den Einsatz von Gasen gebildet wird. Das Derivat wird dann schockgefroren, um die Desorption der gebundenen Gase zu verhindern. Darüber hinaus wird das Gas vollständig eingeschlossen, damit die kostenintensiven Gase genutzt werden können, ohne dass ein Wiederauffüllen des Bestands notwendig wird.

Das Instrument ist komplett automatisiert, um den Betrieb zu erleichtern. Es ermöglicht auch reproduzierbare Bedingungen für jedes Experiment in Bezug auf Parameter wie Druck und Dauer der Gas-Einwirkung auf das native Kristall. Es wurde ein Labor-Prototyp entwickelt, und man ist auf der Suche nach Partnern zur Weiterentwicklung.