Kristalisasi protein

= Pengendapan protein secara lambat dan terkendali

Pengendapan protein

• Pengendapan dalam pemurnian protein- ammonium sulfat- etanol (dingin)- propanol and isopropanol- polyetilen glikol (PEG)

• Prinsip: pengikatan air sehingga mengurangi kelarutan protein

4 tahap penting dalam kristalisasi

• Penentuan kemurnian protein

• Kelarutan protein dalam pelarut yang cocok (biasanya larutan bufer)

• Membawa larutan protein ke superjenuh (pembentukan inti kristal)

• Setelah pembentukan inti, pertumbuhan kristal (pada derajat superjenuh rendah)

• Mengubah suhu• Meningkatkan konsentrasi pengendap• Teknik yang banyak dipakai: difusi uap

tetes mengantung (hanging drop vapour diffusion)

• Tetes mengandung 50% larutan proteinsolution dan 50% larutan induk (reservoir)

• Difusi lambat pelarut dari tetes ke reservoir hingga kesetimbangan

Bagaimana mencapai superjenuh?

Diagram fase kristalisasi: [larutan induk] vs [protein]

Contok: kristalisasi fosfolipase A membran luar• Hanging-drop vapour diffusion• Protein solution:

• 8 mg/ml OMPLA• 1,5 % -oktil-glukosida• 10 mM buffer suksinat, pH 6,5• 1 mM NaN3

• Reservoir solution:• 25-29 % 2-metil,2,4-pentanediol• 1 mM CaCl2• 0,1 M Bis-Tris pH 6.0

Jancarik and Kim, 1991

• Merancang matriks jarang untuk kondisi kristalisasi, berbagai pengendap, PH, dan tambahan

• Seakrang ada di pasaran, seperti oleh Hampton Research, California (Crystal Screen I)

• Kondisi yang menjanjikan dioptimasi; PH dapat berbeda dari yang tertulis

• Penapisan mengandung bufer, dan saeringkali cryo-protectant

Data kristalisasi dari PDB

• 26 Agustus 2008: 52 684 struktur

• 44 936 melalui kristalografi sinar-X• 8 289 mengandung informasi kristalisasi yang

dapat diterjemahkan:

• 23 793 jenis bahan kimia dipakai • 415 diantaranya hanya digunakan sekali• 38 bahan kimia ditemukan lebih dari 100

kristalisasi

Bahan kimia yang paling banyak dipakai

• 2 070 ammonium sulfat

• 1 623 Tris / Tris-Cl

• 1 271 PEG 4000 (all PEGS 4 652 times)

• 1118(Na+) HEPES

• 1116(Na+) asetat

• 934 PEG 8000

• 864 (Na+) sitrat

• 849 NaCl

• 641 (Na+) MES

Contoh penapisan kristalPEG 6k, 19.59%, TRIS-Maleate, 0.10M, 5.5,BOG, 0.35%

PEG-MME 5k, 25.85%

PEG 2k, 6.47%

PEG 2k, 14.26%, BisTriPro, 0.10M, 7.5

Na-Acetate, 0.63M, Mg-Acetate, 0.13M

Mg-Formate, 0.38M, Ethanol, 4.54%, MG8, 0.45%

Na-Malonate pH6, 1.55M, TRIS-Maleate, 0.10M, 5.5, Mg-Sulfate, 0.17M, MG7, 0.48%

Na-Formate, 1.03M, Na-Acetate, 0.10M, 5.5

PEG-MME 2k, 6.65%

Na-K-Tartrate, 0.25M, Imidazole-Maleate, 0.10M, 6.5, Ethanol, 7.92%

Am-Sulfate, 1.20M, Na-Succinate, 0.10M, 7.5, LDAO, 0.96%

PEG-MME 5k, 27.49%, Imidazole-Maleate, 0.10M, 7.5

References

• Jancarik, J., Kim, S.H. (1991) J. Appl. Crystallogr. 24, 409-411

• Tran, T.T., Sorel, I., Lewit-Bentley, A. (2004) Acta Crystallogr. D60, 1562-1568

• Peat, T.S., Christopher, J.A., Newman, J. (2005) Acta Crystallogr. D61, 1662-1669