高解像度クライオARM300II（300 kV）におけるシンチレーターカメラXF416を用いた高解像度単粒子解析

科学分野:

• 構造生物学
• 生物物理学
• 顕微鏡技術

背景:

• 直接電子検出器（DED）は、高解像度クライオ電子顕微鏡（cryo-EM）単粒子解析（SPA）に不可欠になっています。
• シンチレーターカメラは、歴史的に能力が低いものの、cryo-EMで広く使用されています。
• 既存のシンチレーターカメラの性能評価は、cryo-EMワークフローの最適化に不可欠です。

研究 の 目的:

• TVIPS TemCam-XF416シンチレーターカメラの性能を再評価すること。
• このカメラでSPAで原子分解能に近い分解能を達成できるかどうかを判断すること。
• ハイエンドクライオ電子顕微鏡プラットフォームにおけるシンチレーターカメラの技術的ベンチマークを確立すること。

主な方法:

• JEOL CRYOARM 300II顕微鏡を使用して、β-ガラクトシダーゼとアポフェリチンの単粒子解析（SPA）を実施しました。
• データ収集は、300 kVの加速電圧で実施されました。
• モーション補正およびコントラスト伝達関数（CTF）の洗練を含む標準的な再構成ワークフローが適用されました。

主要な成果:

• β-ガラクトシダーゼで2.6 Å、アポフェリチンで2.1 Åの原子分解能に近い分解能が達成されました。
• アポフェリチンのマップは、以前はDEDにのみ関連付けられていた芳香族側鎖の穴のような微細な詳細を解決しました。
• これらの高分解能は、シンチレーターカメラ固有の低い信号対雑音比にもかかわらず達成されました。

結論:

• TVIPS TemCam-XF416シンチレーターカメラは、高度な計算手法とハイエンドクライオ電子顕微鏡機器と組み合わせることで、原子分解能に近い構造を提供できます。
• これは、多くの構造生物学アプリケーションにおいてシンチレーターカメラの関連性が継続していることを示しています。
• この研究は、cryo-EM SPAにおけるシンチレーターカメラの更新された性能ベンチマークを提供します。