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Cristalización de la proteína

La cristalización de la proteína es una herramienta importante para purificar las proteínas así como para demostrar su pureza química.

Este proceso es esencial para la cristalografía de la radiografía, un campo que ha contribuido enormemente a nuestra comprensión de la estructura atómica y molecular incluso en el nivel de la proteína y del ácido nucléico. Estos cristales ayudan a delinear la estructura tridimensional de macromoléculas complejas y de sus funciones, así como cómo operan en el mundo real.

Principio

La cristalización de proteínas se basa en la combinación cuidadosa de la solución sobresaturada de la composición con los reactivos de la precipitación o de la cristalización bajo condiciones del laboratorio de la derecha para inducir la nucleación y el incremento de un cristal de la proteína.

Procedimiento

Los pasos siguientes se siguen para cristalizar una proteína:

Caracterización de la proteína

Por lo menos algunos miligramos de la necesidad de la proteína de ser purificado y después de ser caracterizado por espectroscopia circular (CD) del dicroísmo para estudiar la estructura y actividad de la proteína, fluorometría de la exploración diferencial, dispersión luminosa dinámica que asegura polidispersidad inferior, o ultracentrifugación. La estabilidad de la proteína en presencia de los diversos añadidos y ligands debe también ser estudiada. Este paso es esencial para el éxito de la cristalografía.

Cristalización de la proteína

Este proceso es relacionado sobre leyes físicas y químicas, y es el resultado de precipitar una solución sobresaturada de la proteína. La incapacidad para utilizar temperaturas altas para lograr la sobresaturación de proteínas se vence usando otros factores tales como diversos tipos de sal al la solución tampón, o usar los cofactores de aumentar la solubilidad de la proteína. Los precipitantes de uso corriente incluyen el sulfato del amonio y el glicol de polietileno. Las soluciones preparadas de antemano comerciales de la investigación se utilizan para descubrir la clase de condiciones que favorece la cristalización de la proteína. Estas condiciones entonces se optimizan para habilitar el incremento de los cristales puros grandes que se pueden sujetar a la cristalografía de la radiografía.

Los métodos más de uso general para la cristalización de la proteína incluyen la caída y la caída de la sentada, ambas de la ejecución usadas con métodos de la difusión del vapor.

International Space Station Protein Crystal Growth

Dificultades con la cristalización de la proteína

La muestra necesita ser preparada y ser purificada con cuidado y ser solubilizada en el ambiente correcto del almacenador intermedio para producir cristales. La pureza y el monodispersity extremos posibles es el objetivo de la preparación de la muestra.

La estabilidad es otra preocupación primaria. El almacenamiento debe apropiarse de cualquier deterioro en términos de cambio o desnaturalización conformacional, de la oligomerización o de tal cambio antes o durante el proceso de la formación cristalina.

La sobresaturación entonces se logra usando la combinación correcta de los reactivos, pH del almacenador intermedio, la temperatura correcta, y excipientes o añadidos. Se anima a las moléculas de proteína que se asocien de una manera ordenada sin la precipitación o separación de fase, o agregación desordenada. Una vez que la nucleación se induce apropiadamente, con números, talla y calidad adecuados, el ambiente se debe tender para restringir la nucleación adicional y para ascender incremento cristalino controlado. Uno crecido, los cristales necesita ser protegido contra daño físico o químico.

El mando del sistema es esencial mantenerlo puro, especificado completo, y sin cambiar, de principio a fin. Esto previene la introducción de impurezas en el cristal creciente y se asegura de que las condiciones del laboratorio son reproductivas.

Lamentablemente, este proceso depende de un ordenador principal entero de factores bioquímicos, físicos, y químicos. Esto hace estandarización de la cristalización de la proteína una tarea del disgusto, con la necesidad de entender la mezcla correcta de substancias químicas, el comportamiento de la proteína en diversas fases, y la nucleación así como el incremento de cristales. Los sistemas robóticos a ocuparse de estos procesos automáticamente y exacto, en cantidades del nanoliter, se han desarrollado para laboratorios más grandes, pero son a menudo demasiado costosos para montajes más pequeños.

La cristalización de la proteína sigue siendo así un arte y una ciencia que todavía está bajo construcción. El incremento de un cristal cuya unidad es una macromolécula compuso de miles y miles de átomos en ordenaciones complejas en estructuras primarias, secundarias y terciarias, con los diversos grados de libertad posibles a cada átomo, es necesariamente una tarea que todavía es conducida por conocimiento empírico hasta ahora bastante que teoría establecida.

Referencias

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  2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1764865/
  3. http://www.proteinstructures.com/Experimental/Experimental/crystallization-tools.html
  4. https://hamptonresearch.com/documents/growth_101/35.pdf
  5. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3182643/
  6. http://www.xray.bioc.cam.ac.uk/xray_resources/whitepapers/xtal-in-action/node3.html

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Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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