Diamond Light Source의 XChem 시설에서 효율적인 Fragment Screening 달성

Diamond Light Source의 XChem Facility는 정기적이고 대규모 결정 그래픽 단편 스크리닝을 제공하여 전체 결정에서 증착 공정을 지원합니다. X선 결정학은 FBDD 툴킷의 필수적인 부분입니다. 약한 결합체를 식별할 수 있을 만큼 민감하며 분자 수준에서 상호 작용에 대한 구조적 정보를 직접 생성합니다.

단편 기반 약물 발견은 선도 물질 발견을 위해 널리 사용되는 전략입니다. 6개의 약물을 임상용으로 전달했으며 50개 이상의 분자가 임상 시험에 진행되었습니다. XChem 플랫폼이 제공하는 발전과 효율성이 기존의 담금 방법, 데이터 수집 및 분석 방법에 미치는 영향은 시각적으로 가장 잘 입증되었습니다.

크리스탈과 화합물 위치를 선택하여 시작하십시오. PC에서 TextRank를 열고 오른쪽 하단의 목록에서 또는 왼쪽 상단의 상자에 바코드를 입력하여 크리스탈 트레이를 선택합니다. 올바른 이미지 형식과 단일 웰 보기를 선택합니다.

결정에 부딪히지 않고 방울에 용매 또는 화합물을 추가하려면 방울 이미지를 이동하는 동안 실험에 적합한 결정이 발견되면 방울 내부를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하되 결정에서 멀리 떨어뜨립니다. Echo 소프트웨어를 열고 새로 만들기를 선택하여 음향 디스펜서를 사용하여 용액을 분배합니다. 올바른 소스 웰 플레이트와 액체 등급을 선택하십시오.

올바른 플레이트 유형이 대상 플레이트로 선택되었는지 확인하십시오. 그런 다음 사용자 지정 상자를 선택하고 계속하십시오. 가져오기를 선택하고 관련 배치 파일을 선택합니다.

그런 다음 소프트웨어의 프롬프트에 따라 가져오기 단계를 완료합니다. 플레이트 맵을 사용하여 분주할 용액과 대상 위치를 확인합니다. 그런 다음 프롬프트가 나타나면 프롬프트에 따라 프로토콜을 실행합니다.

소스 플레이트의 용액이 선택한 크리스탈 방울에 분배됩니다. 필요한 시간 동안 인큐베이터에 플레이트를 보관하십시오. 반자동 결정 수확 장치를 사용하여 결정을 수확하려면 작업 흐름 시작 버튼을 눌러 첫 번째로 선택한 웰 위치로 이동합니다.

크리스탈이 살아남았다면 루프에 장착하고 액체 질소에 담그고 목록의 첫 번째 퍽에서 1번 위치에 놓습니다. 인터페이스에서 크리스탈에 대한 적절한 설명을 선택합니다. 드롭이 복합 담금인 경우 복합 상태에 대한 설명을 기록합니다.

크리스탈이 성공적으로 마운트되면 마운트됨을 선택하고, 그렇지 않으면 실패를 선택합니다. 크리스탈이 채취되면 퍽을 바코드 스캐너로 가져가 홀더에 한 번에 하나씩 넣어 퍽을 스캔하고 바코드를 고정합니다. 스캔이 완료되면 퍽에 뚜껑을 덮고 액체 질소 저장 듀어에 보관합니다.

중심이 잘못 잡힌 샘플을 수집하려면 ISPyB의 샘플 체인저 보기를 보고 AP 해상도별 순위를 선택하여 녹색에서 빨간색으로 색상 눈금이 있는 자동 처리 해상도로 샘플을 등급화합니다. 샘플을 클릭하여 빨간색 또는 노란색 샘플이 있는지 확인합니다. 그런 다음 크리스탈 스냅샷을 확인하여 크리스탈이 중앙에 있는지 확인합니다.

XChem Explorer 또는 XCE를 통해 Diamond의 자동 처리 결과를 검색하고 분석하려면 터미널에서 하위 폴더 처리로 이동하여 별칭 XCE를 사용하여 XChem Explorer를 엽니다. 개요 탭에서 데이터 원본에서 테이블 업데이트 단추를 선택하여 실험 데이터의 요약을 새로 고칩니다. 설정 탭에서 데이터 수집 디렉터리를 선택하고 데이터 세트 탭을 엽니다.

대상 선택 드롭다운 메뉴에서 대상을 선택하고 데이터 세트 드롭다운 메뉴에서 자동 처리에서 새 결과 가져오기를 선택한 다음 실행을 클릭합니다. 딤플을 사용하여 초기 맵을 계산하려면 맵 탭을 열고 드롭다운 메뉴에서 참조 모델을 선택한 다음 원하는 데이터 세트를 선택한 다음 선택한 MTZ 파일에서 딤플을 실행합니다. 리간드 억제를 생성하려면 원하는 데이터 세트를 선택한 다음 맵 및 구속 드롭다운에서 선택한 화합물의 SCF 또는 PDB 또는 PNG 파일을 생성합니다.

Panda를 사용하여 히트를 식별하려면 Pandas 탭을 선택하고 출력 디렉터리가 올바르게 정의되었는지 확인한 다음 panda를 실행합니다. Analyze from Hit Identification(히트 식별 드롭다운 메뉴에서 분석). Panda로 식별된 히트를 분석하려면 panda를 실행합니다.

Hit Identification 드롭다운 메뉴에서 검사합니다. Panda 제어판으로 Coot를 열려면. 이벤트 맵 및 모델과 비교하기 위해 Dimple에서 평균 및 2mFo-DFc 맵을 로드합니다.

리간드가 장착되면 결합 상태 모델에 대한 변경 사항이 손실되지 않도록 다른 이벤트로 이동하기 전에 모델과 리간드 병합 및 모델 저장을 클릭합니다. event comment 필드를 사용하여 바인딩 이벤트에 주석을 달고 레코드 사이트 정보를 사용하여 바인딩 사이트에 주석을 추가합니다. 실행 가능한 모든 리간드가 이벤트 맵을 기반으로 모델링, 병합 및 저장되면 panda.inspect를 닫습니다.

Panda 검사 모델을 프로젝트 디렉터리로 다시 내보내고 선택한 데이터 세트에 대한 초기 미세 조정을 시작하면 이제 미세 조정이 미세 조정 탭에 표시됩니다. X선 결정학에 의한 절편 스크리닝을 위한 XChem 파이프라인이 광범위하게 간소화되어 과학계에서 이를 활용할 수 있게 되었습니다. 이 차트는 2015년부터 2019년까지 사용자 프로그램의 활용 및 통합, 2019년 블록 할당 그룹 생성, 2020년 COVID-19 팬데믹을 통한 플랫폼의 복원력을 보여줍니다.

성공적인 캠페인은 표적 단백질에 대한 잠재적 상호 작용 부위의 3차원 지도를 생성합니다. 전형적인 결과는 SARS-CoV-2의 주요 단백질 분해 효소의 XChem 스크리닝입니다. 효소 활성 부위 및 서브 포켓과 같은 알려진 관심 부위는 노란색으로 표시됩니다.

단백질-단백질 상호 작용에 관여하는 것과 같은 추정 알로스테릭 부위는 자홍색으로 표시되고 일반적으로 위양성으로 간주되는 결정 패킹 계면은 녹색으로 표시됩니다. 역사적으로 결정학을 주요 단편 스크리닝으로 사용하는 것은 어려웠습니다. 이 연구는 샘플 준비에서 최종 구조에 이르기까지 XChem 파이프라인 프로토콜을 문서화했습니다.

결정학적 단편 스크리닝은 다른 생물물리학 기법을 보완하며 일반적으로 선도 화합물에 대한 단편 적중을 진행하는 데 필수적입니다. 모든 신약 개발 타겟 클래스에 적용할 수 있습니다.