Comprendere le proteine è fondamentale per comprendere i processi degli esseri viventi. Mentre conosciamo le formule chimiche delle proteine, apprendere la struttura chimica di queste macromolecole è più di cile. La mappatura della struttura tridimensionale di proteine, DNA, acido ribonucleico (RNA), carboidrati e virus fornisce informazioni sulle loro funzioni e comportamenti. Questa conoscenza è fondamentale per il campo emergente della progettazione razionale dei farmaci, in sostituzione del metodo trial- and-error dello sviluppo dei farmaci. La microgravità fornisce un ambiente unico per i cristalli in crescita, un ambiente privo di proprietà gravitazionali che possono schiacciare le delicate strutture dei cristalli. Attualmente, vengono utilizzate diverse strutture di test per coltivare cristalli.
L'APCF (Advanced Protein Crystallization Facility) può supportare tre metodi di crescita dei cristalli: di usione liquido- liquido, di usione del vapore e dialisi. La di usione liquido- liquido non è stata utilizzata durante la Expedition 3. Nel metodo di di usione del vapore, un cristallo si forma in una soluzione proteica mentre un precipitante aspira umidità in un serbatoio circostante. Nel metodo di dialisi, il sale allontana l'umidità dalla soluzione proteica attraverso una membrana che separa i due, formando cristalli. L'ESA ha annunciato che a causa delle potenziali di coltà con il metodo di di usione del vapore che potrebbero causare il fallimento dell'esperimento, non proporrà più l'uso di questo metodo con l'APCF.
APCF-Crystal Growth è stata una delle otto indagini sui cristalli di proteine che sono state condotte nella struttura di cristallizzazione avanzata delle proteine a bordo della ISS durante la Expedition 3.
Il Ferro è un oligoelemento essenziale che viene utilizzato dal corpo per formare molecole come l'emoglobina. La struttura della ferritina proteica è estremamente importante per il processo di immagazzinamento e rilascio di Ferro nel corpo. Per capire come la ferritina aiuta a mantenere la corretta quantità di Ferro nel corpo, la sua struttura deve essere studiata in dettaglio. La ferritina svolge anche un ruolo importante nel mantenimento stabile delle funzioni corporee degli insetti ematofagi (che alimentano il sangue), che sono responsabili di numerose morti umane in tutto il mondo. Comprendere la ferritina può aiutare nella lotta contro gli insetti, come le zanzare che portano la malaria e la febbre gialla.
La lumazina sintasi è una macromolecola relativamente nuova che è stata creata per studiare il movimento dei cristalli nella microgravità. Le sue grandi dimensioni spiegano il suo comportamento unico in termini di cristallo e movimento della soluzione.
