Установка для выращивания кристаллов белков в земных и космических условиях с активным управлением процессом кристаллизации

Установка для выращивания кристаллов белков в земных и космических условиях…



выдержку при заданных температурах до появления первых за-

родышей;



регулируемое управление температурой в точке и всего объема

раствора до роста кристалла размером 0,5 … 1,0 мм.

На основе проведенных исследований и экспериментов была раз-

работана простая по конструкции маломассогабаритная (массой до

5 кг и объемом 4…5 дм

) ростовая установка, обеспечивающая в те-

чение одного цикла рост кристаллов белков в капиллярах при мини-

мальном расходе растворов белков.

В результате оптических и рентгеновских исследований выра-

щенных кристаллов лизоцима, проведенных в Институте кристалло-

графии РАН, установлено, что во всех капиллярах вырастают моно-

кристаллы лизоцима и во всех капиллярах получены кристаллы вы-

сокого качества с дифракционным разрешением не хуже 1,54 Å, т. е.

с предельным разрешением, которое достижимо на лучшем имею-

щемся в институте рентгеновском оборудовании. Полученные кри-

сталлы лизоцима, находящиеся с раствором в капиллярах, имели раз-

личные размеры в разных капиллярах и разное количество: от одного

крупного кристалла около 1 мм

до 3 — 5 кристаллов размерами

0,2…0,3 мм

в большинстве капилляров, а в одном капилляре их бы-

ло несколько десятков малого размера в сотых долях мм

Высокий уровень совершенства структуры больших и малых по

размеру кристаллов — все они проявляют дифракционное разреше-

ние не хуже 1,54 Å — свидетельствует о нормальном температурно-

управляемом без спонтанной кристаллизации процессе роста кри-

сталлов.

Различные размеры и количество выращенных кристаллов в раз-

ных капиллярах свидетельствует лишь о различии точечных тепло-

вых контактов поверхности капилляров с пьедесталами, специально

охлаждаемыми для создания единичных на каждый капилляр цен-

тров ускоренного зародышеобразования и дальнейшего разрастания

единичных кристаллов. В целях экономии при кристаллизации доро-

гостоящих белков и ускорения процессов зародышеобразования при

выращивании кристаллов белков целесообразно дальнейшее кон-

струкционное и технологическое совершенствование теплового то-

чечного контакта и теплопереноса в нем для обеспечения точечного

зародышеобразования и дальнейшего разрастания на нем более

крупного и совершенного по структуре кристалла вместо возможного

спонтанного зарождения многочисленных зародышей и далее кри-

сталлов по всему объему капилляров.

На рис. 2 приведена дифракционная картина кристалла лизоцима,

выращенного в капилляре в земных условиях при температурном

управлении процессом кристаллизации и при хорошем тепловом кон-