構造生物学：X線自由電子レーザーのデータによるタンパク質結晶のde novo構造決定

タンパク質結晶構造の決定では、巨視的結晶が必要なことが障害となる。X線自由電子レーザー（FEL）は、フェムト秒の持続時間を持つ非常に強いパルス光を与えるので、「破壊前回折（diffraction-before-destruction）」の手法によりナノメートルからマイクロメートルサイズの結晶からのデータ収集が可能である。これまで、FELを用いて行われたタンパク質構造決定はどれも、関連する既知構造の事前知識に基づいていた。今回我々は、X線FELのデータを用いて、構造に関する事前知識なしにタンパク質の構造をde novo決定できることを示す。新たに登場した連続フェムト秒結晶学の技術を用いて、よく知られたモデル系であるランタニド化合物と複合体を作っているリゾチームの微結晶の単波長異常分散を測定した。モンテカルロ積分法を用いて高品質の回折強度を取得し、その回折強度から実験的に位相を決定して、タンパク質の構造を自動的に構築するのに十分な良質の実験的電子密度マップを得た。これにより、FELを用いた新規のタンパク質構造の決定が実現可能であることが示された。我々は、連続フェムト秒結晶学が、膜タンパク質のように結晶化が困難なタンパク質の構造決定のための重要な手段となると予想している。

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