Röntgenkristallographie

Das vordringliche Ziel der Strukturbiologie ist ein mechanistisches Verständnis biologischer Makromoleküle und Prozesse zu entwickeln, um sie auf physikalisch-chemischer Ebene beschreiben zu können. Dies erfordert einen tiefen Einblick in die dreidimensionale Struktur von Molekülen und ihrer Komplexe bis hin zur genauen Positionsbeschreibung eines jeden Atoms. Seit der Pionierarbeit von Max Perutz und Sir John Kendrew ist die Röntgenstrukturanalyse von Proteinkristallen ein zentrales Verfahren zur Bestimmung dreidimensionaler Proteinstrukturen. Zur Zeit sind die Kristallstrukturkoordinaten von mehr als 50.000 Makromolekülen in der Protein-Datenbank (PDB) hinterlegt, was den Beitrag jeder vergleichbaren Technik bei weitem übertrifft.

Zur Bestimmung der Kristallstruktur eines Makromoleküls muss man Kristalle züchten, wobei schon Durchmesser von nur wenigen Mikrometern genügen. Dafür werden einige hundert Mikrogramm an gereinigtem und löslichem Probenmaterial benötigt.

Zur Röntgenbeugung werden diese Kristalle dann einem fein abgestimmten monochromatischen Röntgenstrahl ausgesetzt. Dieser wird heutzutage typischerweise durch einen Elektronen-Kreisbeschleuniger erzeugt.

Sobald die Daten des Beugungsspektrums aufgenommen sind, kann die Elektronendichte im Kristall berechnet und das makromolekulare Modell gebaut werden.

Geräte

  • Genomic Solutions Honeybee 963 Crystallization Robot
  • TTP Labtech Mosquito Crystallization Robot
  • TTP Labtech Dragonfly Screen Optimisation Robot
  • Dornier LTF PIRO Pipetting Robot
  • Formulatrix Rock Imager 54 Imaging System @ 8 °C
  • Formulatrix Rock Imager 182 Imaging System with UV optics @ 20 °C
  • Xenocs sealed Tube X-ray Generator
  • Oxford Cryosystems Cryostream 700
  • MarResearch MAR345 Image Plate Detector
  • Regular access to beamline X10SA at the SLS with PILATUS 6M Detector
Zur Redakteursansicht