放射光低エネルギーX線を用いた蛋白質結晶構造解析手法の開発

同步加速器低能X射线蛋白质晶体结构分析方法的开发

基本信息

批准号：
18770098
负责人：
山田悠介
金额：
$ 2.18万
依托单位：
High Energy Accelerator Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

低エネルギー領域のX線を利用した蛋白質結晶の解析手法(低エネルギーSAD法)は、解析の困難な膜蛋白質や高等生物由来の蛋白質にも適用が可能な手法として期待されている。しかしながら、解析に用いる軽原子からの異常散乱シグナルが非常に微弱であることや、低エネルギー領域ではX線の吸収効果が増大しデータ精度を悪化させる要因となることから、回折実験ではシグナルの向上させとノイズを極力減らすよう格段の配慮が必要となる。本研究では、低エネルギーSAD法をより高度化、汎用化させることを目的として、放射光ビームラインを用いて精度の高いデータ収集を行うための実験手法の開発を行ってきた。平成19年度は、複数の結晶からの回折データの足し合わせ、及び平均化を行うことで、データ精度を向上させ、正確な異常散乱シグナルを測定して解析の成功率を向上させることが出来ないかどうかについて検討を行った。その結果、2〜3個の結晶を平均化するとデータの質は悪化し、解析の成功率が下がるが、ある程度以上の数の結晶を用いることで、データの質が改善し、解析の成功率が上がることが分かった。この結果は回折データの足し合わせの有効性を示すだけでなく、微小な結晶のように放射線損傷の影響で単一の結晶から回折データセットを取得できないような試料に対しても、複数の結晶で精度の高い完全データセットを得ることが可能であることを示唆しており、大変有意義なものである。

在低能区域中使用X射线的蛋白质晶体分析方法（低能SAD方法）预计将适用于难以分析的膜蛋白，并且源自较高生物体的蛋白质。但是，由于分析中使用的光原子的异常散射信号非常弱，并且在低能量范围内，X射线吸收效应会增加，这可能导致数据准确性的恶化，因此有必要在衍射实验中进行大量谨慎，以改善信号并尽可能减少信号并尽可能减少噪声。在这项研究中，我们开发了一种实验方法，可以使用同步器光束线进行准确的数据收集，以使低能量的SAD方法更加复杂和概括。在2007年，我们研究了是否可以通过从多个晶体中添加和平均衍射数据来提高数据精度，以及是否可以测量准确的异常散射信号以提高分析的成功率。结果，发现平均2-3晶体会恶化数据的质量，分析的成功率将降低，但是使用一定数量的晶体将提高数据质量并提高分析的成功率。该结果不仅显示了添加衍射数据的有效性，而且还表明，即使是由于辐射损伤的影响，例如小晶体，即使无法从单个晶体获得衍射数据集，也可以获得具有多个晶体的高度精确的完整数据集。