![Show Menu](styles/mobile-menu.png)
![Page Background](./../common/page-substrates/page0001.png)
Установка для выращивания кристаллов белков в земных и космических условиях…
1
УДК 532.78
Установка для выращивания кристаллов белков
в земных и космических условиях с активным
управлением процессом кристаллизации
© И.Ж. Безбах
1
, И.Н. Радченко
1
, Б.Г. Захаров
2
, В.И. Стрелов
2
1
Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана, Калуга, 248000, Россия
2
Филиал Института кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН НИЦ
«Космическое материаловедение», Калуга, 248640, Россия
Кристаллизация биоматериалов в настоящее время необходима в биологии и меди-
цине для определения пространственных структур органических молекул кристал-
лографическими методами, что в дальнейшем позволяет проводить как синтез но-
вых веществ с требуемыми свойствами, так и решать некоторые фундаменталь-
ные вопросы функционирования живых систем в целом. Одним из важнейших
факторов, определяющих успех этих исследований, являются процессы роста био-
кристаллов, осуществляемые не только в наземных, но и в космических эксперимен-
тах. Способ температурного управления процессами кристаллизации белка являет-
ся значительно более технологичным и более эффективным для выращивания высо-
косовершенных кристаллов по сравнению с традиционными методами, при этом
исключается конвекция в растворе, а также практически устраняется влияние
вибраций на процессы кристаллизации, и таким образом в земных условиях обеспе-
чивается максимально возможное приближение к диффузионным условиям тепло-
массопереноса в растворе белка, а в космических условиях — диффузионный режим,
т. е. условия самоорганизации макромолекул белка при встраивании их в кристалли-
ческую решетку. При этом процесс кристаллизации макромолекул становится
управляемым и воспроизводимым. На основе проведенного анализа сделан вывод о
необходимости создания автоматизированной установки с управлением темпера-
турой процессов зарождения и кристаллизации белков как наиболее эффективной
для получения высокосовершенных белковых кристаллов. На основе разработанной
простой по конструкции маломассогабаритной установки-кристаллизатора прове-
дена серия экспериментов по успешному получению качественных кристаллов белка
лизоцима.
Ключевые слова:
белок, кристалл, рост, управление, математическое моделиро-
вание.
Введение.
Кристаллы белков используют для определения про-
странственной структуры этих сложных молекул методом рентгено-
структурного анализа. Данные о пространственной структуре необ-
ходимы для разработки эффективных лекарственных средств нового
поколения и изучения механизмов развития заболеваний. Несмотря
на значительные успехи, достигнутые в последнее время в методах
получения пригодных для рентгеноструктурного анализа белковых
кристаллов, именно стадия кристаллизации до сих пор остается