Protein-Kristallisation ist ein entscheidender Schritt in der strukturellen Biologie, da sie die Bestimmung der Makromolekularstrukturen durch Techniken wie die Röntgenkristallographie ermöglicht. Trotz ihrer Bedeutung bleibt der Prozess aufgrund der unvorhersehbaren Natur der Kristallbildung herausfordernd. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, wurden Standards für die Protein-Kristallisation entwickelt, die Forschern helfen, Protokolle zu optimieren, die Reproduzierbarkeit sicherzustellen und die Qualität der Kristalle zu verbessern.

Prinzipien der Protein-Kristallisation

Die Protein-Kristallisation beruht darauf, eine Übersättigung einer Proteinlösung zu erreichen, bei der die Konzentration den Löslichkeitsgrenzwert überschreitet. Dieser nicht-gleichgewichtige Zustand treibt die Keimbildung und das Kristallwachstum an. Der Prozess kann in drei Phasen unterteilt werden:

Keimbildung:

• Bildung stabiler Kerne als Aggregate von Proteinmolekülen.
• Kritisch für den Beginn des geordneten Kristallwachstums.

Kristallwachstum:

• Moleküle haften in geordneter Weise an den Kern und bilden ein dreidimensionales Gitter.
• Das Wachstum setzt sich fort, bis die Lösung von Protein erschöpft ist oder Verunreinigungen das Gitter stören.

Beendigung:

• Das Wachstum stoppt aufgrund des Fehlens von Proteinmolekülen oder einer Destabilisierung durch Spannungen oder Verunreinigungen.