И.Ж. Безбах, Б.Г. Захаров, В.И. Стрелов, О.В. Крицкий, И.Н. Радченко
4
ков повышается с ростом температуры, но такие белки, как лошади-
ный альбумин, более растворимы с понижением температуры (ретро-
градная растворимость). Однако для белков, не кристаллизовавшихся
ранее, данные по растворимости как функции температуры принци-
пиально неизвестны.
Как было показано ранее [3, 6], способ температурного управле-
ния процессом кристаллизации белков является значительно более
технологичным и более эффективным для выращивания высокосо-
вершенных кристаллов по сравнению с традиционными методами.
При этом исключается конвекция в растворе, практически устраняет-
ся влияние вибраций на процессы кристаллизации и таким образом в
земных условиях обеспечивается максимально возможное прибли-
жение к диффузионным условиям тепломассопереноса в растворе
белка, а в космических — диффузионный режим, т. е. условия само-
организации макромолекул белка при встраивании их в кристалличе-
скую решетку. Процесс кристаллизации макромолекул становится
управляемым и воспроизводимым.
Практическая часть.
Решение поставленных задач получения
высокосовершенных биокристаллов в земных и космических услови-
ях, по нашему мнению, возможно лишь при использовании автомати-
зированных установок с активным управлением процессом кристал-
лизации, оснащенных системами диагностики и видеонаблюдения
при контроле температуры до ± (0,1…0,2) °С. Использование темпе-
ратуры как средства контроля и управления процессом зарождения и
кристаллизации белков (и разработка на этом методе ростового обо-
рудования) предпочтительно по многим причинам, из которых клю-
чевой является возможность целенаправленно менять пересыщение
белка.
Для реализации предлагаемого метода в ФИК РАН НИЦ КМ
проработаны и реализованы возможные варианты компоновки обо-
рудования для проведения в автоматическом режиме экспериментов
по росту кристаллов белков методом управляемой кристаллизации.
Основная идея метода такова. Капилляр с раствором белка поме-
щают в термостат, в объеме которого посредством термоэлектриче-
ских модулей Пельтье устанавливают требуемую для роста кристал-
лов температуру
Т
2
, заданную в представляющем интерес диапазоне
0…40 °C. Одновременно локально в одной точке капилляра посред-
ством отдельного элемента Пельтье устанавливают другую темпера-
туру
Т
1
, благоприятную для образования зародышей. При этом тем-
пература
Т
1
может быть задана как ниже
Т
2
— для белков типа лизо-
цима с нормальной зависимостью растворимости от температуры,
так и выше
Т
2
— при кристаллизации белков типа альбумина с ретро-
градной (понижающейся с повышением температуры) растворимо-
стью. В земных условиях предпочтительным является горизонталь-
ное расположение капилляра (тем самым устраняется проблема оса-
