X-ray Kristalografi Protein Kristalizasyon
Summary
3-D bir molekül yapısı molekül fonksiyonları nasıl eşsiz bir anlayış sağlar. Yakın atomik çözünürlükte yapı tespiti için temel yöntem, X-ışını kristalografisi. Burada, X-ışını kristalografisi yapı tayini için uygun olan herhangi bir makromolekül üç boyutlu kristaller elde etmek için mevcut yöntemler göstermektedir.
Abstract
Nasıl işlediğini anlaması için biyolojik makromoleküllerin üç boyutlu yapısını kullanarak, modern biyolojinin en önemli alanlarından biridir. Atomik çözünürlükte yapıların durumu derin ve benzersiz bir protein fonksiyonunun anlaşılmasını sağlar ve canlı bir hücrenin iç işleyişini aydınlatmak için yardımcı olur. Bugüne kadar,% 86 Protein Data Bank (rcsb PDB) girişleri makromoleküler yapıları X-ışını kristalografisi kullanılarak belirlenmiştir.
Kristalografik çalışmalar için uygun kristaller elde etmek için, makromolekül (örneğin protein, nükleik asit, protein-protein kompleksi ya da protein, nükleik asit kompleksi) homojenlik arıtılmış olmalıdır, ya da mümkün olduğunca yakın homojenliği için. Hazırlık homojenliği (McPherson, 1999 Bergfors, 1999) yüksek çözünürlüklü metodla kristaller elde edilmesinde önemli bir faktördür.
Kristalizasyon doygunluk makromolekül getiren gerektirir. Bu nedenle, örnek makromolekül (genellikle 2-50 mg / ml) agregasyonu veya yağış neden olmadan, mümkün olan en yüksek konsantrasyon konsantre olmalıdır. Presipite ajan örnek Tanıtımı çözüm büyüyen büyük üç boyutlu kristaller neden olabilir çözüm, protein kristalleri çekirdeklenme teşvik edebilir. Buharı difüzyon ve toplu kristalizasyon: kristaller elde etmek için iki ana teknikleri vardır. Buharı difüzyon, yağışlı ve protein çözümleri bir karışımını içeren bir damla saf Yağışlı bir odaya kapatılır. Damla ve yağışlı ozmolarite (Şekil 1A) eşit oluncaya kadar su buharı sonra açılan yayılır. Denge sağlanana kadar açılan dehidratasyon faz diyagramı ideal kristal çekirdeklenme bölgesi, hem de protein ve yağışlı yavaş bir konsantrasyon neden olur. Yağışlı (Şekil 1B) uygun miktarda protein ile karıştırma protein tarafından doğrudan çekirdeklenme bölgeye getirerek toplu yöntemi dayanıyor. Bu yöntem genellikle, açılan suyun yayılmasını önlemek için bir parafin / mineral yağ karışımı altında yapılır.
Burada yağ altında toplu kristalizasyon ek olarak, damla ve oturma damla asılı buharı difüzyon için deney düzeneği iki türlü gösterecektir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu yazıda, protein kristalizasyon için genel geçerli protokolleri anlatmak ve göstermek. Çok aşamalı bir prosedür bu yana birkaç düşünceler farkında olmak bir ihtiyacı vardır. Buharlaşma nedeniyle açılan kuruma (0.5-2 mcL), çok küçük hacimleri ile çalışırken, büyük bir endişe. Bu nedenle, iyi-kontrollü bir ortamda çalışmak (düşük hava akımı, yüksek nem ve sıkı sıcaklık kontrolü ile) ve açık havaya açılan maruz kalma en aza indiren bir tekniktir benimsemeye tavsiye edilir. …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma bir Burroughs Wellcome YM Araştırmacı Ödülü ve MD, Yale Üniversitesi'nde Brown-Coxe Doktora Sonrası Araştırma Bursu ile desteklenmiştir.
Materials
| New Item | ||||
| Lysozyme | Sigma-aldrich | L6876-1G | ||
| 24 well VDX Plate | Hampton research | HR3-142 | ||
| 24 well Cryschem Plate | Hampton research | HR3-158 | ||
| Dow Corning Vacuum Grease | Hampton research | HR3-510 | ||
| Siliconized glass circle coverslides | Hampton research | HR3-231 | ||
| 100% paraffin oil | Hampton research | HR3-411 | ||
| 1.88 inch wide Crystal Clear Sealing Tape | Hampton research | HR3-511 | ||
| 96 Well Imp@ct Plate (Microbatch plate) | Hampton research | HR3-098 |
References
- Bergfors, T. M. . Protein crystallization : techniques, strategies, and tips : a laboratory manual. , (1999).
- Carter, C. W., Carter, C. W. Protein crystallization using incomplete factorial experiments. J Biol Chem. 254, 12219-12223 (1979).
- Cudney, R., Patel, S., Weisgraber, K., Newhouse, Y., McPherson, A. Screening and optimization strategies for macromolecular crystal growth. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 50, 414-423 (1994).
- Dessau, M., Chamovitz, D. A., Hirsch, J. A. Expression, purification and crystallization of a PCI domain from the COP9 signalosome subunit 7 (CSN7). Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun. 62, 1138-1140 (2006).
- Gilliland, G. L., Tung, M., Blakeslee, D. M., Ladner, J. E. Biological Macromolecule Crystallization Database, Version 3.0: new features, data and the NASA archive for protein crystal growth data. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 50, 408-413 (1994).
- Jancarik, J., Kim, S. H. Sparse matrix sampling: a screening method for crystallization of proteins. J Appl Cryst. 23, 409-411 (1991).
- Jancarik, J., Scott, W. G., Milligan, D. L., Koshland, D. E., Kim, S. H. Crystallization and preliminary X-ray diffraction study of the ligand-binding domain of the bacterial chemotaxis-mediating aspartate receptor of Salmonella typhimurium. J Mol Biol. 221, 31-34 (1991).
- Kimber, M. S., Vallee, F., Houston, S., Necakov, A., Skarina, T., Evdokimova, E., Beasley, S., Christendat, D., Savchenko, A., Arrowsmith, C. H. Data mining crystallization databases: knowledge-based approaches to optimize protein crystal screens. Proteins. 51, 562-568 (2003).
- Lorber, B., Sauter, C., Theobald-Dietrich, A., Moreno, A., Schellenberger, P., Robert, M. C., Capelle, B., Sanglier, S., Potier, N., Giege, R. Crystal growth of proteins, nucleic acids, and viruses in gels. Prog Biophys Mol Biol. 101, 13-25 (2009).
- McPherson, A. . Crystallization of biological macromolecules. , (1999).
- McPherson, A. Introduction to protein crystallization. Methods. 34, 254-265 (2004).
- Page, R., Grzechnik, S. K., Canaves, J. M., Spraggon, G., Kreusch, A., Kuhn, P., Stevens, R. C., Lesley, S. A. Shotgun crystallization strategy for structural genomics: an optimized two-tiered crystallization screen against the Thermotoga maritima proteome. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 59, 1028-1037 (2003).
