Kristallklare Molekülstruktur von Proteinen

Eine EU-finanzierte Initiative nutzte Europas Software- und Infrastrukturressourcen und entwickelte mit ihnen eine High-Tech-Plattform für den Bereich der strukturellen Genomik.

Digitale Wirtschaft

Mit der biologischen Kristallographie (Biokristallographie) werden präzise, dreidimensionale Baumodelle biologischer Moleküle hergestellt. Da die Wechselwirkungen zwischen Molekülen davon abhängen, dass die jeweiligen Strukturen der Moleküle zusammenpassen, liegt der Schlüssel zu seiner Funktion im Aufbau eines Moleküls. Mit der Molekülstruktur im Gepäck können Wissenschaftler genau voraussagen, welche Moleküle miteinander agieren werden und welche Wirkstoffe die Funktionsweise beeinflussen können. Das Projekt "Biocrystallography (X) on a highly integrated technology platform for European structural genomics" (Bioxhit) verband die besten aktuellen Technologien wichtiger europäischer Zentren, um den neuesten Stand der Technik noch voranzutreiben. Hierzu mobilisierte Bioxhit alle Synchrotroneinrichtungen mit Strahlführungen, die für die makromolekulare Kristallographie ausgerüstet sind. Zusammen mit den besten verfügbaren Softwareentwicklern der entsprechenden Bereiche zielte das Projekt darauf ab, eine Hochdurchsatzleitung zu entwickeln, die die Proteinkristallisation mit dessen 3D-Struktur im Atommaßstab verband. Die Fortschritte von 178 Projektaufgaben – 141 Forschungsunternehmungen und 37 Schulungen – wurden detailliert festgehalten. Ein wissenschaftlicher Höhepunkt war zum Beispiel die Kopplung der Kristallisation mit Röntgendatenerhebung und einem hochpräzisen, motorisierten Kappa-Goniometer (zur Winkelmessung). Des Weiteren wurden komplexe Algorithmen entwickelt und ein System zur Datenferneingabe initiiert. Somit ist es nun möglich, über mehrere Methoden umfassende Strukturaufklärungsergebnisse zu erzielen. Besonderes Augenmerk wurde auf die Automatisierung gelegt, da diese eine Zeitersparnis bei der Produktion jeder einzelnen Struktur mit sich bringt. Man fand hochpräzise Automatisierungsverfahren für den Umgang mit Proben, die Detektion von Röntgenstrahlenmustern sowie den Modellbau an sich und konnte so zeitaufwändige manuelle Arbeitsprozesse ersetzen. Schulungsmaßnahmen waren einer der Eckpfeiler des Projekts. Vier moderne Schulungs- und Wissenszentren wurden eingerichtet, Kurse wurden an Synchrotronzentren gehalten und an Außenstellen weitergeleitet und damit ein reger Wissensaustausch über Biokristallographietechniken ermöglicht. Damit trug Bioxhit einen großen Teil dazu bei, Europa auf eine weltweit führende Position im Bereich der Röntgen-Biokristallographie zu verhelfen. Verbindet man diese Technologie mit der Genomik und der Proteomik, wäre der Weg für Fortschritte bei der Herstellung zielgerichteter Arzneimittel bereitet.

Biocrystallography (X) on a highly integrated technology platform for European structural genomics

Kristallklare Molekülstruktur von Proteinen

Entdecken Sie Artikel in demselben Anwendungsbereich

Diese Seite teilen

Herunterladen