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Demostración de la calidad de la cristalización de macromoléculas

La investigación de la estructura molecular es esencial para desarrollar fármacos. Una nueva técnica óptica desarrollada por un grupo de científicos financiado por la Unión Europea reduce de forma muy importante el tiempo necesario para realizar un descubrimiento y aumenta la probabilidad de éxito.
Demostración de la calidad de la cristalización de macromoléculas
La información de que se dispone sobre la mayoría de estructuras proteínicas en la actualidad se ha generado mediante cristalografía por rayos X, también llamada difracción de rayos X. Un haz de rayos X se dirige hacia cristales sólidos que contienen miles de millones de moléculas de interés idénticas. Un programa de ordenador genera una imagen tridimensional (3D) a partir de los cálculos de las posiciones de cada átomo den la molécula derivadas del patrón de difracción detectado.

La obtención de cristales de alta calidad es un proceso complicado y delicado que puede llevar meses e incluso años y, en muchos casos, da resultados pobres. Un grupo de científicos ha aprovechado una nueva técnica para detectar la calidad de la nucleación de los cristales en fases tempranas gracias a la financiación de la Unión Europea para el proyecto «Novel tools for crystallisation of macromolecules» (TOPCRYST). Su objetivo es permitir la detección temprana de la calidad de los cristales de proteínas con el fin de minimizar las pérdidas de tiempo, esfuerzo y dinero en caso de que la nucleación sea deficiente.

La técnica de interferometría mediante polarización dual (DPI), desarrollada por TOPCRYST para estudiar estructuras e interacciones moleculares, utiliza una guía de ondas óptica que contiene luz. Cualquier cambio que se produzca en las interacciones moleculares en la superficie de la guía de ondas se refleja en forma de variaciones en la propagación de la luz dentro de la guía de ondas.

Los científicos utilizaron tres modelos de sistemas moleculares cuyas condiciones de cristalización son bien conocidas y que, por consiguiente, se utilizan a menudo para probar nuevos métodos. Así se identificó un «indicio» de cristalización o patrón de señal que se produce solamente cuando la cristalización es correcta, y este indicio se utilizó para definir las condiciones de cristalización de dos proteínas que, históricamente, habían planteado problemas. También se identificó una nueva condición de cristalización para una de las proteínas modelo.

De Este modo, TOPCRYST demostró la eficacia de la monitorización mediante DPI en tiempo real para identificar las condiciones correctas de cristalización de macromoléculas de interés con una reducción importante del tiempo y el esfuerzo necesarios para ello. Se espera que la mejora de los estudios estructurales que permite esta técnica tenga un impacto de gran alcance en el descubrimiento de fármacos y el cuidado de la salud.

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