Ook van kleine moleculen kun je de 3D-structuur bepalen met elektronendiffractie. Het zou wel eens de snelste kwalitatieve analyse kunnen zijn die ooit is uitgevonden, denkt de nieuwsredactie van Nature.

Ze baseert zich op een publicatie van de Zwitserse kristallograaf Tim Grüne die deze maand verscheen op de website van Angewandte Chemie, en een die UCLA-onderzoeker Tamir Gonen een dag daarna op de preprintserver ChemRxiv zette - de gepeerreviewde versie verscheen een paar dagen later, in ACS Central Science.

Die 3D-elektronendiffractie (ED) werkt in feite precies zo als de röntgendiffractie waarmee al vele tientallen jaren kristalstructuren worden bepaald. Alleen gebruik je een elektronenbundel in plaats van röntgenstraling. Met die elektronen heb je voldoende aan veel kleinere kristalletjes voor een bruikbaar diffractiepatroon. En juist het moeten kweken van grote kristallen is altijd de achilleshiel van röntgenkristallografie geweest.

Elektronenbundels hebben dan weer het nadeel dat ze organische moleculen snel beschadigen. Vandaar dat ED oorspronkelijk vooral werd gebruikt voor anorganische structuren. Maar in 2013 kwam Gonen met een techniek die hij MicroED noemde en waarmee het ook met eiwitten goed ging.

En nu demonstreert hij dus dat MicroED ook lukt met huis-, tuin- en keukenmedicijnen zoals ibuprofen (zie de afbeelding) en carbamazepine. De techniek heeft genoeg aan kristalletjes van 100 nanometer, die van nature al in commerciële pilletjes zitten - je hoeft ze alleen fijn te stampen en binnen 30 minuten heb je je structuur. Alleen eventuele chiraliteit kun je er moeilijk uit halen. Gonen ziet al toepassingsmogelijkheden in de forensische chemie.

Het verhaal van Grüne komt op hetzelfde neer. Zijn opzetje bestaat uit onderdelen van een elektronenmicroscoop en bestaande röntgenkristallografiesoftware, maar hij vermoedt dat het nog simpeler kan als de instrumentatiebouwers er echt voor gaan zitten.

Nature citeert de Canadese structuurbioloog John Rubinstein die met deze techniek al jaren eiwitstructuren bepaalt: ‘Een hoop mensen zullen zich voor het hoofd slaan en zeggen: waarom hebben we hier niet eerder aan gedacht?’

Gonen wijt het aan het gebrek aan communicatie tussen vakdisciplines. Als eiwitkristallograaf dacht hij zelf in eerste instantie ook niet aan kleine moleculen: dat zijn dingen waar hij alleen maar last van heeft.

bron: Nature