Serial crystallography for pharmaceutical compound screening
- Reference number
- ID17-0060
- Start and end dates
- 171201-250531
- Amount granted
- 2 500 000 SEK
- Administrative organization
- Göteborg University
- Research area
- Life Science Technology
Summary
Serial crystallography is a novel method within structural biology that allows structure determination at room temperature without the need for large protein crystals. We aim to explore opportunities with serial crystallography within pharmaceutical drug discovery. This research program is a collaboration between the University of Gothenburg, AstraZeneca and MAX IV Laboratory, the world’s brightest synchrotron radiation source in Lund. In serial crystallography, X-ray diffraction data is collected from a slurry of micrometer-sized crystals that are continuously flowed across the X-ray beam. One crystal yields one diffraction image and diffraction data from thousands of microcrystals are merged into a complete dataset. In contrast, in conventional crystallography all data is collected from one single crystal at cryogenic temperature. Serial crystallography delivers diffraction data from samples at room temperature; has proven to yield diffraction data of superior quality; circumvent the need for large crystals and side-step the need for manual crystal mounting and is therefore suitable for automation. Serial crystallography thus offers advantages over conventional crystallography which are extremely attractive in a pharmaceutical drug discover setting where speed and quality of data delivery is critical for project impact. Here, we propose to develop synchrotron-based serial crystallography methods for structure-based drug design purposes.
Popular science description
Inom läkemedels utveckling är det väldigt viktigt att förstå hur en blivande läkemedelsmolekyl interagerar med det protein i kroppen som ska blockeras. Med en detaljerad bild av hur läkemedelsmolekylen binder till proteinet kan man få idéer om hur man kan förändra molekylen för att den ska binda starkare och på så vis bli ett mer effektivt läkemedel. Den teknik som ger den mest detaljerade bilden av hur en molekyl binder till ett protein heter röntgenkristallografi och används av alla stora läkemedelsföretag i arbetet med utveckling av nya läkemedel. Det är en mycket kraftfull metod där den största utmaningen ligger i att skapa de oerhört välordnade kristaller av proteinet som krävs. Under de senaste åren har en ny variant av röntgenkristallografi utvecklats som heter seriell kristallografi. Fördelarna är att man kan titta på strukturen av proteinet vid rumstemperatur i stället för i fruset tillstånd och att man kan studera proteiner som tidigare inte kunnat fås att bilda kristaller. Det här projektet är ett samarbete mellan Göteborgs universitet, AstraZeneca och MAX IV, en nyöppnad världsledande forskningsanläggning i Lund där man använder synkrotronljus för att bl.a. studera proteinstrukturer. Vi vill utveckla nya metoder för att använda seriell kristallografi inom läkemedelsutveckling. Vår förhoppning är att det kan leda till strukturdata av bättre kvalitet som genereras på ett mer tidseffektivt sätt inom alla olika sjukdomsområden. Vi tror även att vi med de nya metoderna kommer kunna studera proteiner som tidigare varit mycket svåra att undersöka i detalj, men som är otroligt viktiga i sjukdomssammanhang. Projektet kommer leda till tätare sammabete mellan både Göteborgs universitet, AstraZeneca och MAX IV laboratoriet, något som alla inblandade kan dra nytta av.