Projektbeschreibung
Prozessüberwachung in Echtzeit für ein wichtiges Verfahren zur Charakterisierung von Proteinen
Proteine gehören zu den wichtigsten natürlichen Polymeren und sind in lebenden Organismen allgegenwärtig. Ihre kritischen Aufgaben sind eng mit ihrer 3D-Struktur verbunden. Die Charakterisierung dieser 3D-Strukturen ist daher für zahlreiche Anwendungen in der Biomedizin und auch für die Umweltanalytik, Abwasserbehandlung sowie zunehmend für natürliche Lösungen in Bereichen von der Energie bis hin zur organischen Elektronik unerlässlich. Röntgen-Proteinkristallographie ist ein wichtiges Verfahren, das zur Bestimmung der 3D-Position jedes Atoms in einem Protein anhand einer hohen Konzentration eines gereinigten Proteins in kristalliner Form verwendet wird. Der erste und wohl schwierigste Schritt dieses Verfahrens ist die Gewinnung eines Kristalls des fraglichen Proteins. Normalerweise müssen dafür viele Kristallisationsbedingungen ausprobiert werden. Das EU-finanzierte Projekt Fail Fast entwickelt eine Methode zur Charakterisierung der Nanokristallbildung, bevor der Kristall gewachsen ist, um dem Versuch und Irrtum dieses Prozesses ein Ende zu setzen, was zu wesentlichen Zeit- und Geldeinsparungen sowie besseren Ergebnissen führen wird.
Ziel
High-resolution protein structures obtained by X-ray diffraction require the production of well-ordered proteins crystals of high quality. However, to produce well-ordered protein crystals, several bottlenecks must be addressed to screen and optimize the thousands of conditions that can lead to crystallization. In this project, we will accelerate the process of protein crystallization by detecting early, i.e. assessing nano-crystal formation and providing immediate feedback, instead of waiting for crystals to grow, thereby saving time and money. We will use nonlinear light scattering that is highly sensitive to crystal formation. In combination with machine learning analysis, we will develop optimization routines to predict the conditions that likely lead to crystallization in a very short time scale, hours, instead of weeks.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Finanzierungsplan
ERC-POC - Proof of Concept GrantGastgebende Einrichtung
1015 Lausanne
Schweiz