X線自由電子レーザーデータからタンパク質結晶構造のデノボ決定

Thomas R M Barends¹, Lutz Foucar¹, Sabine Botha¹

¹Max-Planck Institute for Medical Research, Jahnstrasse 29, D-69120 Heidelberg, Germany.

Nature

|November 26, 2013

まとめ

X線レーザーは,事前の知識なしにマイクロクリスタルからタンパク質構造のデノボの決定を可能にします. この画期的な発見は,構造生物学を進歩させ,特に膜タンパク質のような難解なタンパク質に役立つ.

科学分野:

構造生物学構造生物学とは
バイオフィジックス生物物理学
クリスタログラフィーです.

背景:

タンパク質の構造の決定には,通常,マクロスコープの結晶が必要になります.
X線自由電子レーザー (FEL) は",破壊前の difraktion"方法を使用して,マイクロクリスタルからデータ収集を可能にします.
以前のFELベースの構造決定は,既存の構造データに依存していました.

研究の目的:

X線FELデータを用いてタンパク質構造のデノボ判定を実証する.
新しい構造の決定のためにシリアルフェムト秒結晶学 (SFX) の使用を検証する.
マイクロクリスタル difrractionデータから実験段階を取得する可能性を評価する.

主な方法:

シリアルフェムト秒結晶学 (SFX) が採用されました.
シングル波長異常散射 (SWAS) 測定は,リソジームのマイクロクリスタルで実施されました.
モンテカルロ統合は, difraktion の強度を処理し,実験段階を決定するために使用されました.

主要な成果:

マイクロクリスタルから高品質の difraktion intensities が得られた.
実験段階は成功裏に決定され,電子密度マップの作成が可能になりました.
実験データからタンパク質構造の自動化が達成されました.

結論:

SFXと組み合わせたX線FELは,新しいタンパク質構造を新たに決定することができます.
この技術は,事前の構造的知識の必要性を克服します.
SFXは,膜タンパク質を含む,結晶化が難しいタンパク質の構造を決定するための有望なツールです.

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