Obserwacja krystalizacji białek w czasie rzeczywistym

Naukowcy z Tübingen (Niemcy), Grenoble (Francja) i Oxfordu (Wielka Brytania) zrobili znaczący krok w kierunku poznania mechanizmu wzrostu kryształów białek, który ma kluczowe znaczenie w biologii i pracach nad lekami. Wyniki ich badań opublikowano w ostatnim numerze „Journal of the American Chemical Society".

Badacze z międzynarodowego, europejskiego zespołu zaobserwowali kluczowy etap w nukleacji i wzroście pewnej ilości kryształów białek. Do tej obserwacji zastosowano technikę małokątowego rozpraszania promieni rentgenowskich (SAXS) i mikroskopię optyczną, w czasie rzeczywistym, in-situ. Zaobserwowano wieloetapowy proces krystalizacji. W pierwszym etapie tego procesu tworzy się faza agregatów cząsteczek, po czym na ich bazie następuje nukleacja kryształów. Szybkość nukleacji była proporcjonalna do ilości fazy przejściowej, zgodna z pojawianiem się lokalnego maksimum szybkości krystalizacji przy maksymalnej ilości fazy pośredniej.

Dodatkowo badacze określili, że początkowo tempo krystalizacji było niskie, co może wynikać ze słabej ruchliwości białek w agregatach. Etap ten trwa, dopóki faza przejściowa nie ulegnie krystalizacji, wtedy wzrost kryształów przyspiesza aż do momentu, kiedy białka w fazie rozpuszczonej mogą dyfundować i bezpośrednio przyłączać się do kryształu. Z kolei szybkość nukleacji wtedy znacznie spada, co pokazuje, że to agregaty białek są prekursorem 2-etapowego procesu nukleacji.

Jak podkreślają badacze, technika obserwacji wzrostu kryształów białek z użyciem rozpraszania promieni X może pomóc w lepszym zrozumieniu procesu krystalizacji białek i określeniu jej kinetyki w nanometrowej skali.

(pj)