Marialucia Longo y Tobias Schrader en el Jülich Center for Neutron Science (JCNS) con sede en FRM II en Garching, Alemania ha estado diseñando y probando una cámara de cristalización para hacer crecer grandes cristales de proteína.

La cámara consta de dos soportes redondos de acero inoxidable que incorporan elementos calefactores Peltier, para controlar las condiciones de temperatura, y una ventana de vidrio para permitir que se controle el crecimiento de los cristales. El diseño circular facilita una distribución uniforme de la temperatura para proporcionar un control de temperatura uniforme en todas las direcciones.

Entre los titulares, Se coloca un "espaciador" de teflón que forma la propia cámara de cristalización, donde tiene lugar toda la acción. El módulo espaciador es intercambiable para permitir diferentes configuraciones y proporcionar una selección de métodos de cristalización (actualmente, están disponibles espaciadores de difusión de vapor y cristalización por lotes). Además de tener un compartimento para que crezca el cristal, Estos espaciadores también tienen entradas y salidas de tubería para transportar las soluciones de proteínas hacia adentro y hacia afuera. Los espaciadores se diseñaron e imprimieron en 3D con la ayuda de ingenieros del Forschungszentrum Jülich en el oeste de Alemania.

La investigadora postdoctoral Marialucia Longo trabajó en el diseño y producción del aparato durante más de un año, con la ayuda experta de Neils Lumma en Jülich. Ahora se encuentra en la fase de prueba. Longo comenzó con lisoyzme de clara de huevo de gallina, ya que es una proteína conocida y forma grandes cristales de forma rápida y sencilla. Otros candidatos potenciales son termolisina y estreptavidina, como hasta ahora, grandes cristales de estos han sido esquivos. La estreptavidina sería una molécula particularmente interesante para estudiar con neutrones, ya que no se sabe mucho sobre los enlaces de hidrógeno al ligando de biotina dentro de la estructura. Hacer un cristal lo suficientemente grande para estudiarlo con técnicas de neutrones podría arrojar luz sobre esto.

Sin embargo, Longo enfrenta muchos obstáculos y todavía tiene muchos problemas por resolver. No solo porque, con experiencia en ADN y dispersión inelástica, primero ha tenido que aprender sobre las proteínas y la dispersión elástica.

Luego ha habido problemas en el propio aparato :, incluidas las burbujas no deseadas en la cámara, Rendimiento inadecuado del sellado y control de temperatura poco confiable. Particularmente frustrantes son los elementos calefactores poco amigables para el usuario. Ajustar la temperatura con las perillas y esperar dos minutos para que el controlador de temperatura reanude el funcionamiento normal ha resultado ser una tarea difícil y que requiere mucho tiempo. Se anticipa que un enlace de computadora al controlador de temperatura puede permitir que la temperatura se reduzca gradualmente, p.ej. por un grado al día. Esto requiere desarrollo, pero podría ayudar en la búsqueda de cristales más grandes.

Por último, La ambición del equipo es utilizar este aparato para producir cristales para su uso en el instrumento BIODIFF, un instrumento sofisticado que idealmente requiere un volumen de cristal de al menos 0,1 mm3. BIODIFF es un difractómetro monocromático de cristal único, un proyecto conjunto del FRM II (TUM) y JCNS (Forschungszentrum Jülich) dirigido por Tobias Schrader y Andreas Ostermann, quien también ha sido de gran ayuda en este proyecto.

Hasta aquí, los cristales más grandes que han crecido son de 0,2 mm ³ utilizando la proteína modelo lisozima. A medida que SINE2020 llega a su fin, este proyecto continuará con financiación adicional proporcionada por Forschungszentrum Jülich.