Proteinkristallisation

Eine wichtige Methode zur Strukturbestimmung von Proteinen ist die Röntgenstrukturanalyse von Proteinkristallen. Die Bestimmung der dreidimensionalen Struktur von Proteinen hat zu wesentlichen Fortschritten in der Grundlagenforschung und vor allem auch in den Bereichen Structural Genomics und Structure-based Drug Design beigetragen.
Die gängigste Methode zur Kristallisation von Proteinen ist die Dampfdiffusion (Vapour Diffusion), welche die Sitting Drop und die Hanging Drop Technik umfasst. Ein Tropfen Proteinlösung wird hierbei mit einem Tropfen Reagenzienlösung vermischt und gemeinsam mit einem größeren Volumen an Reagenzienlösung in einem abgedichteten Well inkubiert. Konzentrationsgradienten zwischen Probetropfen und Reagenzienlösung werden durch Diffusion ausgeglichen, wodurch, wenn die richtigen Bedingungen gewählt wurden, der Kristallisationsprozess induziert wird.
Inzwischen ebenfalls weit verbreitet ist die Microbatch unter Öl Methode. Hierbei wird der Probetropfen mit Öl überschichtet. Die Auswahl des verwendeten Öls bestimmt die Diffusionsgeschwindigkeit des Wassers im Probetropfen durch das Öl hindurch.
Eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst die Kristallisation von Proteinen. Da die optimalen Kristallisationsbedingungen im Allgemeinen nicht vorhersehbar sind, ist oftmals eine Vielzahl von Ansätzen notwendig, um geeignete Kristallisationsbedingungen zu ermitteln und zu optimieren. Die Proteinkristallisation stellt deshalb immer noch einen Engpass bei der Strukturaufklärung dar. Der Einsatz von Hochdurchsatz-Technologien, wie Pipettierroboter und standardisierte Microplatten, erlaubt es, eine große Anzahl von Kristallisationsbedingungen in kurzer Zeit und mit relativ geringen Proteinmengen zu testen. Unter dem Namen CrystalStar™ hat Greiner Bio-One eine Familie von Microplatten und Zubehör entwickelt, die den Anforderungen der Hochdurchsatz-Kristallisation gerecht werden.