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Rudolf-Virchow-Zentrum für Experimentelle Biomedizin

Strukturbiologie

Folgende Techniken stehen allen Arbeitsgruppen zur Verfügung:

Röntgen-Strukturanalyse

Ansprechpartner: AG Kisker, AG Schindelin

Die Röntgen-Strukturanalyse dient zur Analyse der dreidimensionalen Struktur biologischer Makromoleküle. Die Kristalle werden in der Regel durch Dampfdiffusion gezüchtet, meist nach der „Hanging-Drop“-Methode, bei der ein Tropfen einer Proteinlösung über ein Reservoir mit Puffer und Ausfällungsreagenz gehängt wird. Wasser diffundiert dabei vom Tropfen in die Lösung, wodurch optimale Wachstumsbedingungen für Kristalle entstehen. Die Kristalle sollten eine Mindestgröße von 0.05 x 0.05 x 0.05 mm3 haben. Sie können nur aus Protein oder auch aus Komplexen von Proteinen mit Nukleinsäuren (DNA oder RNA) oder anderen Proteinen bestehen. Auch Kristalle aus Proteinen, die an kleine Moleküle gebunden sind, sind möglich. Die Beugung der Röntgenstrahlen durch das gleichmäßig aufgebaute Kristallgitter erzeugt ein bestimmtes Beugungsmuster. Während der Rotation des Kristalls wird eine Reihe von Beugungsbildern aufgenommen, die anschließend analysiert und mit Hilfe hochentwickelter Computer-Techniken in die dreidimensionale Struktur des Moleküls/der Moleküle umgerechnet werden.

Kryo-Elektronenmikroskopie

Ansprechpartner: Prof. Dr. Böttcher Bettina

Professur für Biochemie mit Schwerpunkt Cryo-Elektronenmikroskopie am Lehrstuhl für Biochemie der Universität Würzburg
Tel.: +49 931 31-84193
E-Mail: bettina.boettcher@uni-wuerzburg.de

Biologische Objekte, wie Komplexe oder Viren, werden durch rasches Einfrieren in einer dünnen Schicht von Puffer vitrifiziert. Die vitrifizierten Proben können durch Phasenkontrast direkt im Elektronenmikroskop bei ca. -180 bis -170°C ohne weitere Kontrastmittel abgebildet werden. Die Abbildungen stellen Projektionen des eigentlichen Objektes dar. Mit Hilfe der computergestützten Bildverarbeitung lässt sich aus verschiedenen Projektionen eines Objektes eine dreidimensionale Abbildung berechnen. Hierbei sind Auflösungen von 2-4 Å erreichbar, vorausgesetzt, dass Projektionen von Tausenden von identischen Kopien des Objektes gemittelt werden können (homogen) und dass die Bilder die entsprechende Auflösung haben.

Typische Objekte für die Strukturbestimmung mittels Elektronenkryomikroskopie sind Komplexe mit einer Molmasse von mehr als 150 kDa und einer Gesamtschichtdicke von weniger als 100 nm.

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