#LabHacks: Ein ungewöhnlicher Kristallisations-Helfer
In Märchen wird Hexen nachgesagt, dass sie besondere Ingredienzen wie Spinnenbeine und Krötenschleim für ihre Zaubertränke und Wundersalben verwenden. Am MDC nutzen Biologen auch solche ungewöhnlichen Utensilien – um die komplexe räumliche Struktur von Eiweißen (Proteinen) zu untersuchen. Diese biologischen Makromoleküle haben in unserem Körper vielfältige Aufgaben, zum Beispiel als strukturbildende Komponenten in Muskeln und Haut oder als Antikörper in der Immunabwehr.
Die Forscherinnen und Forscher in der Arbeitsgruppe von Oliver Daumke bestimmen die dreidimensionale Struktur von Proteinen, indem sie sie kristallisieren. Dafür müssen sich die Proteine regelmäßig wie in einem Gitter anordnen, genau wie in Zucker- oder Salzkristallen.
Bestrahlt man die Kristalle mit Röntgenlicht, entsteht ein Streumuster, aus dem sich die 3D-Struktur des Proteins ableiten lässt. Je größer der Kristall und je regelmäßiger das Gitter desto genauer können die Forscher die Struktur bestimmen. Die Jagd nach dem perfekten Kristall wird für jedes Protein von Neuem ausgerufen, denn die meisten Proteine haben wenig Lust, sich in ein strenges Regiment einzufügen.
Das Schnurrhaar „sät“ neue Kristalle
Wie helfen die Strukturbiologen nach? Hier kommen die Katzen ins Spiel, oder genauer: Schnurrbarthaare von Katzen. Sie ermöglichen das so genannte micro-seeding, sagt Alexej Dick aus der Gruppe von Daumke: „Hierfür zerkleinern wir Kristalle, die zu klein oder zu verwachsen sind. Durch die Kristallkrümel wird anschließend ein Katzenschnurhaar gezogen, das eine mikroskopisch aufgeraute Oberfläche hat. Einige winzige Kristalle bleiben hängen.“ Im nächsten Schritt zieht der Wissenschaftler dieses Schnurhaar durch eine mit Proteinen versetzte Lösung. Dort hinterlässt es eine Spur aus Kristallkrümeln, daran entlang bilden sich neue Kristalle. Idealerweise ist deren Qualität gut genug, um ihre Struktur aufzuklären.
Die Schnurrhaar-Exemplare, die im Labor genutzt werden, sind schon einige Jahre alt. Eine Katzenbesitzerin hatte sie mitgebracht. Sie lassen sich beliebig oft wiederverwenden – vermutlich dank einer besonders komplexen Proteinstruktur.
Beitragsbilder: Redaktion, MDC
