Marialucia Longo e Tobias Schrader no Jülich Center for Neutron Science (JCNS) baseado em FRM II em Garching, A Alemanha está projetando e testando uma câmara de cristalização para cultivar grandes cristais de proteína.

A câmara consiste em dois suportes redondos de aço inoxidável que incorporam elementos de aquecimento Peltier, para controlar as condições de temperatura, e uma janela de vidro para permitir que o crescimento do cristal seja monitorado. O design circular facilita uma distribuição uniforme da temperatura para fornecer um controle uniforme da temperatura em todas as direções.

Entre os titulares, um "espaçador" de Teflon é colocado, formando a própria câmara de cristalização, onde toda a ação ocorre. O módulo espaçador é intercambiável para permitir diferentes configurações e fornecer uma escolha de métodos de cristalização (atualmente, espaçadores de difusão de vapor e cristalização em lote estão disponíveis). Além de ter um compartimento para o crescimento do cristal, esses espaçadores também têm entradas e saídas de tubo para transportar soluções de proteína para dentro e para fora. Os espaçadores foram projetados e impressos em 3D com a ajuda dos engenheiros da Forschungszentrum Jülich, no oeste da Alemanha.

A pós-doutoranda Marialucia Longo trabalhou na concepção e produção do aparelho por mais de um ano, com a ajuda de especialistas de Neils Lumma em Jülich. Agora está em fase de testes. Longo começou com lisozme de clara de ovo de galinha, pois é uma proteína bem conhecida e forma grandes cristais com rapidez e facilidade. Outros candidatos potenciais são termolisina e estreptavidina, Até agora, grandes cristais desses têm sido evasivos. A estreptavidina seria uma molécula particularmente interessante para estudar com nêutrons, como não se sabe muito sobre as ligações de hidrogênio ao ligante de biotina dentro da estrutura. Fazer um cristal grande o suficiente para ser estudado com técnicas de nêutrons pode esclarecer isso.

Contudo, Longo enfrenta muitos obstáculos e ainda tem muitos problemas para resolver. Até porque, com experiência em DNA e dispersão inelástica, ela primeiro teve que aprender sobre proteínas e dispersão elástica.

Então, houve problemas no próprio aparelho :, incluindo bolhas indesejadas na câmara, desempenho inadequado da vedação e controle de temperatura não confiável. Particularmente frustrantes são os elementos de aquecimento hostis ao usuário. Ajustar a temperatura usando botões e esperar dois minutos para que o controlador de temperatura retome a operação normal provou ser demorado e difícil. Prevê-se que um link de computador para o controlador de temperatura pode permitir que a temperatura seja reduzida gradualmente, por exemplo. em um grau por dia. Isso requer desenvolvimento, mas pode ajudar na busca por cristais maiores.

Em última análise, a ambição da equipe é usar este aparato para produzir cristais para uso no instrumento BIODIFF, um instrumento sofisticado que idealmente requer um volume de cristal de pelo menos 0,1 mm3. BIODIFF é um difratômetro monocromático de cristal único - um projeto conjunto do FRM II (TUM) e JCNS (Forschungszentrum Jülich) dirigido por Tobias Schrader e Andreas Ostermann, que também ajudou muito neste projeto.

Até aqui, os maiores cristais que eles cresceram são 0,2 mm ³ usando a proteína modelo lisozima. Quando o SINE2020 chega ao fim, este projeto continuará com financiamento extra fornecido por Forschungszentrum Jülich.