Elektronenbeugung für die Proteinstrukturbiologie Das Nano-Argovia-Projekt ProtEDinNanoxtals nutzt die Elekt- ronenbeugung, um die Rolle der Wasserstoffatome bei der Pro- teinfunktion und den Wechselwirkungen zwischen Proteinen und Liganden zu entschlüsseln. Diese experimentelle Spitzen- forschung zielt darauf ab, Licht in die Struktur von Proteinen auf atomarer Ebene zu bringen, den Weg für ein tieferes Ver- ständnis wesentlicher biologischer Prozesse zu ebnen und In- novationen in der Arzneimittelentwicklung voranzutreiben. Mit Hilfe von Hochenergie-Elektronen erzeugt das Team de- taillierte Beugungsmuster, welche die genaue Anordnung von Atomen aus Tausenden von in einem Nanokristall angeordneten Proteinmolekülen aufzeigen. Dieser innovative Ansatz wird die Entschlüsselung von Molekülstrukturen mit beispielloser Präzi- sion ermöglichen – insbesondere die Position von Wasserstoffa- tomen. Um die Methode zu validieren und zu verfeinern, müssen die Forschenden zunächst eine Reihe gut charakterisierter Mo- dellproteine unterschiedlicher Grösse und Funktion untersu- chen. Einen ersten Meilenstein erreichten sie durch Elektronen- beugungsbilder mit einer Auflösung von 1,2 Å. Das Team mit Expert:innen aus Physik und Biologie wird nun schrittweise die Einstellungen des Elektronenmikroskops sowie die Proben ver- bessern und eine Pipeline aufbauen, um schliesslich pharma- zeutisch wichtige Membranproteine zu analysieren – ein ehr- geiziger Schritt zum Verständnis dieser wichtigen Biomoleküle. Die Lokalisierung der Position von Wasserstoffatomen in Mem- branproteinen liegt derzeit jenseits der Möglichkeiten anderer experimenteller Techniken wie der Röntgenkristallanalyse. «Die Elektronenbeugung hat das Potenzial, eine wichtige ergänzende Technologie für Nanokristalle zu sein, die zu sätzliche strukturelle Details wie die Position der Wasser stoffatome liefert. Diese Infor mation ist entscheidend für die Entwicklung besserer Medika mente, die Membranproteine als Ziel haben.» Dr. Robert Cheng, leadXpro AG Im Nano-Argovia-Projekt ProtEDinNanoxtals pro- duzieren die Forschenden zunächst Nanokristalle. Diese werden dann genutzt, um ein detailliertes Beugungsmuster zu erstellen, das die genaue Anordnung der Atome in dem Proteinmolekül aufzeigt. 46 SNIJahresbericht 2024