Documentation of protein crystallization techniques and characterization of crystals

Abstract

X-ray crystallography is a method for determining the detailed three-dimensional structure of proteins and protein complexes. It is based on the diffraction of X-rays from protein crystals. The principle is to grow suitable protein crystals and shoot them with an intense X-ray beam. The resulting scattering of X-rays is recorded and the resulting data can be used in molecular modeling. The models can be used for example in structure-based drug design and site-directed mutagenesis. This thesis project was conducted in the Turku Center for Biotechnology (CBT), which is a joint department of the University of Turku and Åbo Akademi University. It provides high-end technologies and expertise to academic and industrial researchers. The purpose of this thesis was to document the methods used in X-ray crystallography in CBT and to produce easy-to-read protocols for the staff.

Röntgenkristallografia on yleinen tekniikka, jolla voidaan selvittää proteiinien ja proteiinikompleksien kolmiulotteinen rakenne. Se perustuu röntgensäteiden sirontaan proteiineista muodostuvien kiteiden sisältämien atomien elektroneista. Periaatteena on ensin kasvattaa sopiva proteiinikide, johon kohdistetaan intensiivinen röntgensäde. Säteiden sironta mitataan ja saatua dataa käytetään molekyylin rakennetutkimuksessa. Tuotettuja malleja voidaan käyttää apuna esim. lääkkeiden suunnittelussa ja paikkakohtaisessa mutageneesissä. Tämä opinnäyte tehtiin Turun biotekniikan keskuksessa (BTK), joka on Turun yliopiston ja Åbo akademin yhteinen erillislaitos. BTK tarjoaa korkean tason tekniikkaa ja osaamista akateemisille ja teollisen alan tutkijoille. Työn tarkoituksena oli dokumentoida biotekniikan keskuksen käyttämät tekniikat röntgenkristallografiassa ja kirjoittaa niiden pohjalta protokollat henkilökunnalle.