Laboratorio de Estudios Cristalográficos (LEC)

Laboratorio de Estudios Cristalográficos
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Investigación en esta unidad


El Laboratorio de Estudios Cristalográficos estudia los fenómenos de nucleación y crecimiento de cristales a partir de disolución y aplica los nuevos conocimientos obtenidos para el diseño y optimización de procesos de obtención de cristales así como para la comprensión de los procesos de cristalización, agregación cristalina y formación de patrones en medios naturales y entornos tecnológicos. La investigación desarrollada en el laboratorio armoniza las orientaciones de ciencia fundamental y aplicada, con una fuerte componente divulgadora y didáctica.

Objetivos

a) Nucleación y crecimiento en condiciones de transporte de masa difusivo. Investigamos el comportamiento del proceso de cristalización en condiciones de ausencia de convección, incluyendo geles, capilares, microgravedad y medios porosos y pequeños volumenes. Al eliminar la componente convectiva caótica, es posible el diseño de métodos experimentales (llamados de “contradifusión”) donde el aporte de material es predecible y autorregulado. Los métodos de contradifusión han sido patentados por el laboratorio y utilizados para el desarrollo de dispositivos (algunos de ellos comerciales) para la cristalización de compuestos tanto en tierra como en microgravedad, que han dado lugar a un extenso know-how en la optimización de calidad y el tamaño de cristales.

b) Formación de patrones cristalinos autoorganizados en medios naturales. Investigamos como el acoplamiento del transporte de masa y la precipitación en sistemas de difusión-reacción produce patrones autoorganizados de interés en medios naturales y en procesos tecnológicos. Estos patrones incluyen biomorfos, jardines químicos, dendrificación viscosa, dendritas fractales, anillos de Liesegang… Los patrones autoorganizados resultantes son objetos tangibles total o parcialmente cristalinos que pueden ser usados como indicadores de las condiciones de formación en, por ejemplo, medios geológicos o como nanomateriales con propedades específicas.

c) Biomineralización y materiales biomiméticos. Los procesos de autoorganización y los de control del crecimiento cristalino mediante aditivos o substratos orgánicos son las dos vias mediante las cuales la vida crea las estructuras minerales de las que se sirve. En el laboratorio investigamos ambas opciones para la comprensión de los procesos de formación de biominerales (por ejemplo cáscaras de huevo, corales, endoesqueletos), la implementación de estos procesos en laboratorio para la obtención de materiales biomiméticos con aplicaciones biomédicas (por ejemplo nanocristales de apatito y estructuras autoensambladas colágeno-apatito) y la comprensión de los procesos de morfogénesis mineral potencialmente implicados en el origen de la vida o en la detección de vida primitiva en la tierra (por ejemplo biomorfos).

d) Cristalografía de productos farmacéuticos y biomacromoléculas. La experiencia en cristalización mediante técnicas de contradifusión (a) permite al laboratorio obtener cristales de calidad y tamaño optimizados para su estudio mediante difracción de rayos X tanto en laboratorio como en grandes instalaciones de Sincrotrón. Esta ventaja es rentabilizada mediante la investigación estructural de compuestos de difícil cristalización, en particular en farmacología y en biología estructural. La experiencia en caracterización de muestras cristalinas mediante rayos X as, a su vez, necesaria para la identificación de las propiedades estructurales, texturales y de defectos de los cristales producidos en las restantes líneas de investigación.

e) Prestación de servicios de valor añadido en cristalización y cristalografía. El Laboratorio ha coordinado la creación de una plataforma integrada de investigación y servicios en Cristalización y Cristalografía (la “Factoria de Cristallización”, Consolider/Ingenio-2010) con los objetivos de: generar know-how aplicado en ciencia de cristalización y cristalografía, crear valor añadido para las empresas y grupos de investigación que requieran soluciones tecnológicas en estos campos, y potenciar la formación de personal científico y técnico que asegure una posición de liderazgo en cristalización y cristalografía.

Personal

Tesis

Título Tipo Fecha Autores Universidad
Cristalización de proteínas en hidrogeles péptidos diseñados ad hoc para proteger los cristales frente al daño por radiación-X Trabajo Fin de Máster 12/07/2016 Guillermo Escolano Casado UNED
Síntesis y caracterización de cristales de lipasas entrecruzados. Aplicaciones en procesos de catálisis Trabajo Fin de Máster 11/07/2016 Raquel Fernández Penas FUNDACION GENERAL DE LA UNED (FUNED)
Calcium carbonate bio-precipitation in gelling environments via counterdiffusion Tesis Doctoral 30/09/2014 María Sancho Tomás UNIVERSIDAD INTERNACIONAL MENENDEZ Y PELAYO
Nucleation in small volumes and confinement Tesis Doctoral 28/10/2013 Isaac Rodríguez Ruiz UNIVERSIDAD DE GRANADA
Production, characterization and crystallization of the prokaryotic membrane coat protein 4978: evolutionary implications on the eukaryogenesis process Tesis Doctoral 19/07/2012 Mª Teresa Conejero Muriel UIMP-CSIC
New approaches to the kinetics of unsteady nucleation Tesis Doctoral 12/08/2011 Miguel Ángel Durán Olivencia UNIVERSIDAD INTERNACIONAL MENENDEZ Y PELAYO
Identificación de fases cristalinas de precipitación de sulfato de calcio en medios gelificados a través de la difracción de rayos x Tesis Doctoral 21/07/2010 Fabián Ricardo Rivera García UNIVERSIDAD INTERNACIONAL MENENDEZ Y PELAYO
Protein crystallisation in chromatography gel matrices Tesis Doctoral 23/06/2010 Luis Antonio Gonzalez Ramirez UNIVERSIDAD INTERNACIONAL MENENDEZ Y PELAYO

Proyectos

  • 2021
    • TEST DE ATRACCIÓN CRISTALINA (MONOS)

      Referencia: 202130E054
      Investigador/es: Juan Manuel García Ruiz
      Fecha: 1 de septiembre del 2021 - 1 de septiembre del 2022
      Financiador: CSIC
    • EL PAPEL DE LA SÍLICE EN QUÍMICA PREBIÓTICA Y AUOTOORGANIZACION MINERAL

      Referencia: 951372
      Investigador/es: Juan Manuel García Ruiz
      Fecha: 1 de septiembre del 2021 - 31 de agosto del 2023
      Financiador: CSIC
    • APLICACIONES BIOTECNOLÓGICAS DE CRISTALES PROTEICOS

      Referencia: PID2020-116261GB-I00
      Investigador/es: Jose Antonio Gavira Gallardo
      Fecha: 1 de septiembre del 2021 - 31 de agosto del 2024
      Financiador: Ministerio
    • COLABORACIÓN CIENTÍFICA ENTRE EL LEC (IACT), EL INSTITUTO WANGARI MAATHAI PARA LA PAZ Y EL MEDIO AMBIENTE DE LA UNIVERSIDAD DE NAIROBI EN KENIA Y LA UNIVERSIDAD DE BAHIR DAR DE ETIOPÍA

      Referencia: KET202101
      Investigador/es: Juan Manuel García Ruiz
      Fecha: 1 de julio del 2021 - 31 de diciembre del 2021
      Financiador: CSIC
    • Sistemas Farmacéuticos Multicomponente: una estrategia para superar limitaciones farmacológicas en la sociedad Andaluza

      Referencia: B-FQM-478-UGR20
      Investigador/es: Duane Choquesillo Lazarte, Alicia Domínguez Martín
      Fecha: 1 de julio del 2021 - 30 de junio del 2023
      Financiador: Junta de Andalucía
  • 2020
    • MATERIALES AVANZADOS USANDO CARBONATO CÁLCICO BIOGÉNICO DE RESIDUOS DE CONCHAS MARINAS

      Referencia: PCI2020-112108
      Investigador/es: Jaime Gómez Morales
      Fecha: 1 de septiembre del 2020 - 31 de agosto del 2023
      Financiador: Ministerio
    • MEJORA DE LOS SERVICIOS CIENTÍFICO-TÉCNICOS DE LA FACTORÍA DE CRISTALIZACIÓN DEL INSTITUTO ANDALUZ DE CIENCIAS DE LA TIERRA DE GRANADA

      Referencia: IE17-5683
      Investigador/es: Juan Manuel García Ruiz
      Fecha: 1 de enero del 2020 - 31 de diciembre del 2021
      Financiador: Junta de Andalucía
    • AUTOORGANIZACIÓN MINERAL: MATERIALES AUTOENSAMBLADOS DE SÍLICE/CARBONATO

      Referencia: P18-FR-5008
      Investigador/es: Fermín Otálora Muñoz,Juan Manuel García Ruiz
      Fecha: 1 de enero del 2020 - 31 de diciembre del 2022
      Financiador: Junta de Andalucía
    • FACTORÍA DE CRISTALIZACIÓN: RED TEMÁTICA PARA EL AVANCE DE LA CRISTALOGRAFÍA APLICADA

      Referencia: RED2018-102574-T
      Investigador/es: Jaime Gómez Morales
      Fecha: 1 de enero del 2020 - 31 de diciembre del 2022
      Financiador: Ministerio
  • 2019
    • FIESTA DE LA CRISTALOGRAFÍA.

      Referencia: FCT-18-1349
      Investigador/es: Juan Manuel García Ruiz
      Fecha: 1 de septiembre del 2019 - 30 de junio del 2020
      Financiador: Ministerio
    • LIGHT ASSISTED-CRYSTALLIZATION T

      Referencia: H2020-ERC-POC/0525-(LACRYS)
      Investigador/es: Juan Manuel García Ruiz
      Fecha: 1 de marzo del 2019 - 31 de agosto del 2020
      Financiador: Unión Europea
    • ANDAMIOS BIOHÍBRIDOS ASOCIADOS CON APATITOS NANOCRISTALINOS COCRISTALES FARMACÉUTICOS PARA INGENIERÍA DE TEJIDOS

      Referencia: PGC2018-102047-B-100
      Investigador/es: Jaime Gómez Morales,Duane Choquesillo Lazarte
      Fecha: 1 de enero del 2019 - 31 de diciembre del 2021
      Financiador: Ministerio
  • 2018
    • BIOSENSORES UNIVERSALES

      Referencia: BIO2017-91210-EXP
      Investigador/es: Jose Antonio Gavira Gallardo
      Fecha: 1 de noviembre del 2018 - 31 de octubre del 2020
      Financiador: Ministerio
  • 2015
    • RED DE CRISTALOGRAFÍA Y CRISTALIZACIÓN “FACTORÍA DE CRISTALIZACIÓN”

      Referencia: FIS2015-71928-REDC
      Investigador/es: Jaime Gómez Morales
      Fecha: 1 de diciembre del 2015 - 30 de noviembre del 2018
      Financiador: Ministerio
    • CONSOLIDACIÓN DE LA FACTORÍA COMO PLATAFORMA DE SERVICIOS AVANZADOS EN CRISTALIZACIÓN Y CRISTALOGRAFÍA

      Referencia: 201530E011
      Investigador/es: Juan Manuel García Ruiz
      Fecha: 1 de enero del 2015 - 30 de septiembre del 2016
      Financiador: Ministerio
  • 2011
    • PRODUCCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE CRISTALES DE PROTEÍNAS REFORZADOS Y ENTRECRUZADOS CON APLICACIONES BIOTECNOLÓGICAS

      Referencia: BIO2010-16800
      Investigador/es: Jose Antonio Gavira Gallardo
      Fecha: 1 de enero del 2011 - 31 de marzo del 2014
      Financiador: Ministerio
  • 2006
    • FACTORÍA DE CRISTALIZACIÓN

      Referencia: CSD2006-00015
      Investigador/es: Jaime Gómez Morales
      Fecha: 7 de diciembre del 2006 - 6 de diciembre del 2014
      Financiador: Ministerio

Publicaciones

Autores Año Título Revista, Vols., Págs.
Lei Gan, Arunraj Chidambaram, Pol G. Fonquernie, Mark E. Light, Duane Choquesillo-Lazarte, Hongliang Huang, Eduardo Solano, Julio Fraile, Clara Viñas, Francesc Teixidor, Jorge A. R. Navarro, Kyriakos C. Stylianou, José G. Planas. 2021 A Highly Water-Stable meta-Carborane-Based Copper Metal–Organic Framework for Efficient High-Temperature Butanol Separation Journal of the American Chemical Society, 142, 8299-8311
Miguel A. Matilla, David Martín-Mora, Jose A. Gavira, Tino Krell. 2021 Pseudomonas aeruginosa as a Model To Study Chemosensory Pathway Signaling Microbiology and Molecular Biology Reviews, 85,
Raquel Fernández-Penas, Cristóbal Verdugo-Escamilla, Sergio Martínez-Rodríguez, José A. Gavira. 2021 Production of Cross-Linked Lipase Crystals at a Preparative Scale Crystal Growth & Design, 21, 1698-1707
Francisco Javier Acebedo-Martínez, Carolina Alarcón-Payer, Antonio Frontera, Rafael Barbas, Rafel Prohens, Milena Di Crisci, Alicia Domínguez-Martín, Jaime Gómez-Morales, Duane Choquesillo-Lazarte. 2021 Novel Polymorphic Cocrystals of the Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drug Niflumic Acid: Expanding the Pharmaceutical Landscape Pharmaceutics, 13, 2140
Rogeria N. Costa, Ana L. Reviglio, Sana Siedler, Simone G. Cardoso, Yamila G. Linck, Gustavo A. Monti, Alexandre M. G. Carvalho, Jackson A. L. C. Resende, Marcelo H. C. Chaves, Helvécio V. A. Rocha, Duane Choquesillo-Lazarte, Lourdes Infantes, Silvia L. Cuffini. 2021 New Multicomponent Forms of the Antiretroviral Nevirapine with Improved Dissolution Performance Crystal Growth & Design, 20, 688-698
Francisco Javier Acebedo-Martínez, Carolina Alarcón-Payer, Lucía Rodríguez-Domingo, Alicia Domínguez-Martín, Jaime Gómez-Morales, Duane Choquesillo-Lazarte. 2021 Furosemide/Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drug–Drug Pharmaceutical Solids: Novel Opportunities in Drug Formulation Crystals, 11, 1339
María Eugenia García-Rubiño, Antonio Matilla-Hernández, Antonio Frontera, Luis Lezama, Juan Niclós-Gutiérrez, Duane Choquesillo-Lazarte. 2021 Dicopper(II)-EDTA Chelate as a Bicephalic Receptor Model for a Synthetic Adenine Nucleoside Pharmaceuticals, 14, 426
Arturo Navas, Fatin Jannus, Belén Fernández, Javier Cepeda, Marta Medina O’Donnell, Luis Díaz-Ruiz, Cristina Sánchez-González, Juan Llopis, José M. Seco, E. Rufino-Palomares, José Antonio Lupiáñez, Santiago Gómez-Ruiz, José Luis Quiles, Maurizio Battino, Duane Choquesillo-Lazarte, Ana Belén Ruiz-Muelle, Ignacio Fernández, Fernando Reyes-Zurita, Antonio Rodríguez-Diéguez. 2020 Designing Single-Molecule Magnets as Drugs with Dual Anti-Inflammatory and Anti-Diabetic Effects International Journal of Molecular Sciences, 21, 3146
Maria Vassaki, Konstantinos E. Papathanasiou, Chrystalleni Hadjicharalambous, Daphne Chandrinou, Petri Turhanen, Duane Choquesillo-Lazarte, Konstantinos D. Demadis. 2020 Self-sacrificial MOFs for ultra-long controlled release of bisphosphonate anti-osteoporotic drugs Chemical Communications, 56, 5166-5169
Rogeria Nunes Costa, Duane Choquesillo-Lazarte, Silvia Lucía Cuffini, Elna Pidcock, Lourdes Infantes. 2020 Optimization and comparison of statistical tools for the prediction of multicomponent forms of a molecule: the antiretroviral nevirapine as a case study CrystEngComm, 22, 7460-7474
Cristóbal Verdugo-Escamilla, Carolina Alarcón-Payer, Antonio Frontera, Francisco Javier Acebedo-Martínez, Alicia Domínguez-Martín, Jaime Gómez-Morales, Duane Choquesillo-Lazarte. 2020 Interconvertible Hydrochlorothiazide–Caffeine Multicomponent Pharmaceutical Materials: A Solvent Issue Crystals, 10, 1088
Inmaculada Pérez-Toro, Alicia Domínguez-Martín, Duane Choquesillo-Lazarte, Josefa M. González-Pérez, Alfonso Castiñeiras, Juan Niclós-Gutiérrez. 2018 Highest Reported Denticity of a Synthetic Nucleoside in the Unprecedented Tetradentate Mode of Acyclovir Crystal Growth & Design, 18, 4282-4286
Duane Choquesillo-Lazarte, Vinko Nemec, Dominik Cinčić. 2017 Halogen bonded cocrystals of active pharmaceutical ingredients: pyrazinamide, lidocaine and pentoxifylline in combination with haloperfluorinated compounds CrystEngComm, 19, 5293-5299
José A. Fernandes, Mariana Sardo, Luís Mafra, Duane Choquesillo-Lazarte, Norberto Masciocchi. 2015 X-ray and NMR Crystallography Studies of Novel Theophylline Cocrystals Prepared by Liquid Assisted Grinding Crystal Growth & Design, 15, 3674-3683

Transferencia

  • 2013
    • Sistemas optofluídicos y su aplicación en estudios de cristalización de moléculas pequeñas

      Fecha: 25/10/2013
      Referencia: 201331570
      Institución: CSIC
      Autor: Isaac Rodríguez-Ruiz, Andreu Llobera Adán, Juan Manuel García Ruiz, Jaime Gómez Morales
  • 2014
    • Sistema optofluídico para reacciones biocatalíticas con cristales de enzimas entrecruzados

      Fecha: 22/01/2014
      Referencia: ES 2 541 623 A1
      Institución: CSIC
      Autor: Isaac Rodríguez-Ruiz, José Antonio Gavira Gallardo, Andreu Llobera Adán, Juan Manuel García Ruiz, Jaime Gómez Morales
    • Procedimiento de obtención de nanopartículas de fosfato de calcio amorfo recubiertas de citrato y dopadas con flúor

      Fecha: 21/07/2014
      Referencia: 201431091
      Institución: CSIC (50%), CNR (50%)
      Autor: José Manuel Delgado López, Jaime Gómez Morales, Raquel Fernández Penas, Michele Iafisco, Anna Tampieri, Silvia Panseri
  • 2016
  • 2006
    • Through-Put Crystallization Cassette for the Growth and Optimization of Macromolecular Crystals

      Fecha: 10/10/2006
      Referencia: 7.118.626
      Institución: MSFC (MFS-31948)
      Autor: Ng, J.D., García-Ruiz, J.M., Gavira-Gallardo, J.A., Well M., Greg J.
  • 2016
    • Pharmaceutically active protein crystals grown in-situ within a hydrogel

      Fecha: 05/05/2016
      Referencia: P201630584
      Institución: UGR-CSIC
      Naturaleza: Patente nacional
      Autor: Luis Alvarez de Cienfuegos, José A. Gavira, Juan J Díaz-Mochón, Mayte Conejero-Muriel, Rafael Contreras-Montoya
  • 2010
    • Enantiómeros de derivados benzoheteroepínicos y su uso como agentes anticancerígenos

      Fecha: 23/03/2010
      Referencia: 201030415
      Institución: CSIC
      Autor: Juan Manuel García Ruiz, Duane Choquesillo Lazarte, Ana Isabel Jiménez Sanz, Carlos Cativiela Marín