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MiTeGen-文献解读-In Situ结晶板在室温晶体学研究中的作用和应用

发布者:艾美捷科技    发布时间:2024-08-22     
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随着X射线晶体学在结构生物学中的重要性日益增加,高分辨率蛋白质结构解析成为了理解蛋白质功能、配体结合及动态变化的关键手段。然而,获取高质量衍射晶体仍然是一个挑战,特别是当需要避免传统冷冻方法对晶体结构可能产生的负面影响时。冷冻法虽然提高了晶体的稳定性和衍射数据的质量,但也可能冻结了某些功能相关的氨基酸构象,从而限制了对蛋白质在生理条件下动态结构的理解。


近年来,非冷冻条件下的室温晶体学研究(Room Temperature Crystallography, RTC)逐渐受到重视。RTC不仅有助于捕捉更接近生理条件下的蛋白质结构,还能避免冷冻带来的潜在问题,如晶体脱水、辐射损伤等。本文(Crystallization and In Situ Room Temperature Data Collection Using the Crystallization Facility at Harwell and Beamline VMXi, Diamond Light Source)介绍了一种基于Harwell的结晶设施和Diamond Light Source的VMXi光束线的室温结晶及原位数据收集方法,提供了一种高效且自动化程度高的结构解析途径。

 RTC.png

实验流程

1. 样品准备与提交:研究者准备高度纯化的蛋白质样品,可选择亲自携带样品到Harwell或邮寄样品给工作人员代为设置结晶实验。

2. 结晶实验:在Harwell结晶设施中,使用纳米升结晶机器人进行结晶筛选和优化。根据研究者需求,设置合适的结晶条件(如蛋白质浓度、温度、湿度等),并将结晶板放置在自动化成像仪器中监测晶体生长情况。

3. 数据收集:一旦晶体生长完成,结晶板被送至Diamond Light Source的VMXi光束线进行数据收集。光束线通过机器人臂自动加载结晶板,并使用机器学习算法自动识别晶体位置。研究者通过ISPyB界面选择晶体并定义数据收集参数,光束线则自动收集高达60°旋转的数据集。

4. 数据处理:收集的数据通过自动处理管道(如xia2.multiplex)进行合并和解析,生成高质量的结构数据。研究者可通过ISPyB界面访问处理结果,并根据需要进一步手动处理数据。

ISPyB.png

 

晶体板中的序列晶体学:

(A) 结晶滴的光学图像,白色框表示感兴趣区域。

(B) 定义网格扫描点。

(C) 显示衍射的热图。

(D) 来自超过9000个静态衍射图案的序列晶体学数据集产生的电子密度图。

 

MiTeGen品牌的In Situ结晶板(cat#InSitu-01CL-40)在实验中发挥了关键作用。这些结晶板专为VMXi光束线设计,允许直接在结晶环境中测量晶体衍射数据,无需将晶体从原始环境中取出。这不仅避免了晶体在处理过程中可能受到的损伤,还提高了数据收集的效率和质量。In Situ-1型96孔板具有以下优点:

兼容性强:与VMXi光束线的设计完美匹配,确保数据收集的准确性和稳定性。

高通量:支持同时处理多个样品,提高实验效率。

减少干扰:允许在晶体生长的原始环境中进行数据收集,减少了晶体处理过程中可能引入的干扰因素。

易于操作:板的设计和友好的界面使得实验设置和数据收集过程变得简单快捷。

InSitu-01CL-40.pngInSitu-01CL-40-1.png

 

本文介绍了一种结合Harwell结晶设施和Diamond Light Source VMXi光束线的高效室温晶体学研究方法。该方法通过原位结晶和数据收集技术,避免了传统冷冻方法带来的问题,并提高了数据的质量和可靠性。MiTeGen品牌的InSitu系列结晶板作为实验中的重要工具,通过其设计上的优化和兼容性,为室温晶体学研究提供了有力支持。通过该方法,研究人员能够快速获得高质量的室温晶体结构数据,进而深入理解蛋白质的结构、功能和动态变化。此外,该方法还具有广泛的适用性,可用于多种类型的蛋白质和配体研究,为结构生物学和药物发现领域提供了有力工具。


未来,随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,室温晶体学研究有望在更多领域发挥重要作用,推动科学研究的深入发展。


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