Bei Betrachtung der anfallenden Kosten für eine Proteinstrukturbestimmung, stellt sich zunächst die Frage, ob es sich um eine bereits gelöste Proteinstruktur mit einer geringfügigen Veränderung (Inhibitor, Mutation) handelt oder ob es sich um die erste Strukturbestimmung des Proteins handelt. Man spricht in diesem Fall von einer De-novo-Strukturbestimmung. Hier ist der Aufwand in der Regel deutlich höher und dementsprechend sind auch die Kosten höher.
Die proteinkristallographische Bestimmung einer De-novo-Struktur beginnt bei etwa 5.000 € und kann durchaus 200.000 € betragen. Dies ist im Wesentlichen davon abhängig, wie hoch der Aufwand zur Optimierung der Kristallisationsbedingung ist und wie leicht sich die Phasen sowie die Kryo-Bedingung bestimmen lassen.
Die Folgestrukturen liegen in der Regel im Bereich von 2.500 € bis 5.000 €. Dies hängt davon ab, wieviel Erfahrung man mit dem Protein hat, wie gut die Modellstruktur ist, ob ein Skript für die Strukturlösung verwendet wird, welchen Verfeinerungsstatus man benötigt und wie groß das Protein ist (Aminosäuren, Moleküle in der asymmetrischen Einheit).
Die De-novo-Strukturbestimmung mittels Kryo-EM ist deutlich besser zu prognostizieren. Hier sollte man mit etwa 100.000 € rechnen. Der größte Aufwand liegt in der Bestimmung der richtigen Bedingungen für die Herstellung der Grids. Für die Folgestrukturen sollte man mit etwa 15.000 € bis 20.000 € kalkulieren.
Aufgrund der niedrigeren Kosten, ist es empfehlenswert, mit der proteinkristallographischen Strukturbestimmung zu beginnen, d.h. man gibt einen Kristallisationsscreen in Auftrag und schaut, ob das Protein kristallisiert. Im Idealfall, lässt sich der Kristall direkt am Synchrotron vermessen und die Struktur lösen. Hier sind 5.000 € durchaus realistisch, obwohl man besser mit 10.000 € bis 15.000 € kalkuliert, insbesondere, wenn die Struktur in der Proteindatenbank deponiert werden soll.
Kryo-EM ist zu empfehlen, wenn man die Struktur eines Membranproteins bestimmen möchte, einem sehr wenig Protein zur Verfügung steht oder im Rahmen eines Kristallisationsscreenings keine geeignete Kristallisationsbedingung gefunden wurde. Allerdings hat die Kryo-EM, neben den höheren Kosten, den Nachteil, dass die Auflösung meistens deutlich schlechter ist, so dass man keine klare Aussage bezüglich der Ausrichtung einer Seitenkette oder des Inhibitors treffen kann. Zudem ist die Struktur von Proteinen mit einem Molekulargewicht kleiner 50 kDa mittels Kryo-EM nicht bestimmbar. Die Fusionierung mit einem weiteren Protein kann hier eventuell zum Erfolg führen.
Sollten Sie die De-novo-Strukturbestimmung ihres Proteins nicht einfach nur in Auftrag geben wollen, sondern die Struktur gemeinsam mit einem Dienstleister bestimmen wollen, bietet sich für Sie das nachfolgende Konzept an. Hier werden Sie von uns durch gezielte Schulungen in die Lage versetzt, die Herangehensweise des Dienstleisters nachvollziehen und ihn experimentell unterstützen zu können, so dass die Kosten gesenkt werden können, Sie Ihre Expertise im Unternehmen erweitern und zunehmend unabhängiger werden.
Zu Beginn absolvieren Sie das Theorie-Modul (I) des Proteinkristallographie-Kurses, um den Prozess der De-novo-Strukturbestimmung verstehen zu können. Von Ihrem Protein geben Sie ein Kristallisationsscreen in Auftrag und bitten den Dienstleister um Remote-Zugriff auf die automatisiert abfotografierten Kristallisationsplatten, um das Kristallwachstum verfolgen zu können. Im Idealfall kann direkt vor Ort am Synchrotron ein Kristall des Screens mit Röntgenstrahlung beschossen und die Struktur gelöst werden. Ein Kristallisationsscreen ist schnell durchführbar und nur mit geringen Kosten verbunden.
In der Regel ist die Qualität der Kristalle eines Kristallisationsscreens nicht für eine direkte Datensatzaufnahme geeignet, so dass eine Optimierung der Kristallisationsbedingung erforderlich ist. Modul II und Modul III des Proteinkristallographie-Kurses befähigt Sie dazu, die Kristallisationsbedingung des Screens in Ihrem Unternehmen eigenständig zu reproduzieren und die Kristallisationsbedingung zu optimieren. Darüber hinaus sind Sie nach Absolvierung des Kurses in der Lage, die optimierten Kristalle in flüssigen Stickstoff zu überführen und zum Synchrotron zu versenden, so dass eine Datensatzsammlung erfolgen kann.
Nach der Strukturlösung erhalten Sie neben den weiteren Dateien der Prozessierung und Verfeinerung eine Koordinaten-Datei (pdb-Datei). Gerne schulen wir Sie darin, aus den Koordinatendateien aussagekräftige Abbildungen zu generieren und die Strukturen eigenständig zu analysieren.