1. Laboratorium Set-up Pre-oogst
- Ter voorbereiding voor het oogsten, vul het droge schuim Dewar met vloeibare stikstof en plaats deze naast de microscoop waar de oogst plaatsvindt.
- Dompel de opslag puck, open belanden, in de vloeibare stikstof in het schuim Dewar en laat het volledig afkoelen.
- Bevestig een micro-mount van een formaat dat het kristal te worden geoogst op een magnetische staaf (figuur 5) past. Het is belangrijk om de hand van een aantal extra magnetische staven geleverd met micro-mounts te voorzien voor gevallen waarin het noodzakelijk is meerdere kristallen oogsten van een bolus. Spare wands beschikbaar moeten te allen tijde.
- Plaats een micropipet tips en het neerslagmiddel oplossing die werd gebruikt voor kristalgroei naast het oogsten microscoop. Het kan nodig zijn om de mesofase dekken en uitdroging wanneer de put wordt geopend.
- Heb een notitieboekje en een pen op de bank in de buurt en / ofde computer te openen. Deze worden gebruikt om waarnemingen betreffende de kwaliteit, uiterlijk, locatie, opslag puck nummer enz. van kristallen als ze geoogst, cryo-gekoeld en opgeslagen opnemen.
- Als een assistent beschikbaar om te helpen met het oogsten van die persoon duidelijk moet het protocol dat gevolgd zal worden, de volgorde waarin de verschillende stappen zal plaatsvinden, en hun rol in het totale proces te begrijpen.
Met alle van de materialen en apparatuur in de plaats onze volgende taak is om:
2. Identificeer Platen en Wells die kristallen bevatten
- De eenvoudigste en meest directe methode om oogstbare kristallen te controleren wells hand met een microscoop met normale en met gekruiste gepolariseerd licht. Aanpassing van de lichtdoorlatende lichtintensiteit op de microscoop kan helpen met het vinden van kristallen.
- U kunt ook een imager waar platen automatisch worden gescreend met een normale en gekruiste polariserend licht kan worden gebruikt om te zoeken naar kristallen.
- Evalueer op het oog digitale beelden die op een computer monitor.
- Duidelijk markeren die putten met kristallen voor het oogsten en opnemen opmerkingen over de omvang, kwaliteit en locatie van de kristallen in de mesofase in de notebook of op een computer.
- Verwijder de plaat met kristallen voor de oogst van de imager.
3. Het openen van een goed met kubieke mesofase. Methode 1
De platen waarin kristallen groeien met de in meso methode glas sandwichplaten (figuur 2). Om toegang tot de mesofase en de kristallen daarin moet het goed opent. Dit gebeurt met behulp van een glazen snijwerktuig het bovenste dekglaasje dat afdichtingen de put die dan kan worden verwijderd gesneden.
Er zijn verschillende benaderingen voor het snijden en verwijderen van het dekglaasje van meer dan een kristallisatie goed. Degene die gebruikt wordt bepaald door het type of mesofase waarin het kristal groeit gevonden. Dit kan zeer viskeus en kleverig kubische fase (Figuur 3A) of de vlotter variant, de spons fase (figuur 3b). In deze video artikel tonen we hoe u putten te openen en kristallen oogsten van beide hosting materialen.
- Plaats de glazen sandwich kristallisatie plaat op het podium van een lichtmicroscoop.
- Met behulp van een glas snijgereedschap de score van de coverglass licht met twee concentrische cirkels boven de spacer en net buiten de omtrek van de put. Met een nieuwe snijgereedschap, scoren vereist minimale toegepaste druk. Vervang het gereedschap door een nieuwe wanneer de druk die nodig is om te scoren verhoogt zelfs fractioneel, dit meestal gebeurt na het openen van 10 putten.
- Breek het glas in de ruimte tussen de twee scoorden cirkels met het oog op het vrijgeven van de binnenste dekglaasje. Dit genereert veel glasscherven en stof. Wis ze weg met een vochtigepapieren handdoek.
- Verwijder de bevrijde coverglass door vast te pakken met een fijne getipt pincet en kantelen uit de buurt van en uit de put. In dit geval is de kubische fase blijft steken en op zijn plaats op de bodemplaat van de put.
- Zoom in tot een duidelijker beeld van de kubieke mesofase die nu klaar is voor gebruik in kristal oogst te krijgen.
4. Het openen van een Goed met Cubic Mesofase. Methode 2
- Met het glas snijgereedschap score rechte evenwijdige lijnen in het dekglaasje aan een zijde van de put en die zich uitstrekken over de bron zelf. Dit maakt gemakkelijker toegang tot pincet en verwijdering van het dekglaasje.
In dit bijzondere demonstratie, het dekglaasje scheuren in het bevrijden van de dekglaasje uit de kleverige spacer oppervlak. In het proces, de coverglass verschuift in positie en het neerslagmiddel scheidt van de kubische fase. Wanneer de dekglaasje wordt opgeheven enkele van de neerslagmiddel ermee gepaard gaat. We blijven zitten met een blootgestelde bolus van mesofase zonder omliggende neerslagmiddel. Onmiddellijk voeg 1 ul vers precipitant bovenop de bolus met een micropipet de mesofase uitdroogt en ondergaan een faseverandering die beschadigen de kristallen. De bolus is nu klaar voor gebruik in kristal oogsten.
5. Het openen van een Goed met Spons fase. Zonder succes
De spons fase is minder vergevingsgezind werken met vanwege zijn vermogen te stromen. Als die stroom resulteert in de spons fase contact met de omtrek van de put capillariteit zal trekken uit de mesofase en de kristallen verloren. Een voorbeeld van dit gebeurt is weergegeven in deze video clip.
- Zoom in op de spons fase en heen en weer schakelen tussen normale en gekruiste gepolariseerd licht om kristallen te vinden in de spons fase.
- Ter voorbereiding op het openen van de put score en snijd de coverglass zoals beschreven in hoofdstuk 3. In het proces, de coverglass scheuren. In pogingING openen en het precipiteermiddel verschuivingen in de richting van de spleet en uiteindelijk in contact komt met de spacer. Met de precipitant enkele spons fase en de lading van kristallen die verloren gaat.
In deze specifieke sequentie zijn de polarisatoren op de microscoop niet volledig gekruist en de kristallen kan worden beschouwd als heldere objecten op het moment dat de bron en de inhoud zichtbaar blijven.
6. Het openen van een Goed met Spons fase. Met goed gevolg
- Zoom in op de spons fase en identificeren van een kristal, zowel in normale als gekruiste gepolariseerd licht.
- Score, knippen en verwijderen van een deel van dekglaasje met betrekking tot de bron, zoals in paragraaf 4.1. Onvolledig gekruist gepolariseerd licht wordt gebruikt om bij te houden van het kristal.
- Introduceer een stukje droge tissue papier door de opening in de dekglaasje en in de put tot het net raakt de neerslagmiddel oplossing. Lont weg van de oplossing voorzichtigly tot het bijna allemaal weg en verwijder het weefsel. Dit zorgt ervoor dat de resterende neerslagmiddel en spons fase, met het kristal nog op zijn plaats, terug te trekken onder het dekglaasje.
- Score, knippen en verwijderen met een pincet de rest van het dekglaasje, zoals in paragraaf 4.1. In dit geval, de spons fase splitst, sommige blijft in de put en een paar stokken het dekglaasje. Het glas in de bolus het dekglaasje. Omdat er weinig precipiteermiddel aanwezig, de spons fase begint te ondergaan faseovergang waarschijnlijk door uitdroging. Dit kan worden gezien als een ring van dubbele breking dat migreert naar het midden van de bolus. Onmiddellijk neerslagmiddel toe te voegen aan de bolus om de overgang te stoppen. De bolus is nu klaar voor gebruik in crystal oogsten.
7. Oogsten en Cryo-koeling kristallen uit de Cubic fase
- Ga heen en weer tussen de normale en gekruiste gepolariseerd licht om kristallen te vinden in de kubieke fase bolus in de open put. In tzijn videosequentie maximaal vier dubbelbrekende kristallen te zien in de kubische fase bolus met gekruiste gepolariseerd licht.
- Gebruik een gemonteerde cryo-lus (figuur 5) om de vers blootgestelde mesofase voor kristallen sonde, om vissen uit kristallen en ze vervolgens te dompelen, in de cryo-loop, in vloeibare stikstof in het Dewar onmiddellijk na oogsten. Idealiter zou het oogsten en snap-koeling gebeuren in een voortdurende en snelle beweging. Zo weinig hechtende mesofase mogelijk moet worden geoogst met het kristal. In onze ervaring, is cryo-beschermer niet nodig met in meso-gegroeid kristallen.
- Aangezien het niet mogelijk om het kristal zien in de cryo-loop onmiddellijk na de oogst inspecteren mesofase bolus voor oogsten te controleren of de kristal er niet meer suggereren dat succesvol is geoogst.
8. Oogst en Cryo-koeling kristallen uit de spons fase
- Ga heen en weer tussen de normale en gekruiste gepolariseerd licht om kristallen te vinden in de spons fase bolus in de open put. In deze videoreeks veel dubbelbrekende kristallen te zien in de bolus onder gekruiste gepolariseerd licht.
- Gebruik een gemonteerde cryo-lus (figuur 5) om vissen uit kristallen uit de spons fase en te dompelen, in of op de cryoloop, in vloeibare stikstof in het Dewar onmiddellijk na oogsten. Net als bij het oogsten van de kubieke fase, ideaal gesproken moet een cryo-koelproces meteen gebeuren het kristal wordt geoogst met zo weinig mogelijk tijd verloopt tussen de werkelijke oogst gebeurtenis en storten in vloeibare stikstof. Zo weinig hechtende spons fase mogelijk moet worden geoogst met het kristal. Zoals opgemerkt, is cryo-beschermer niet nodig met in meso-gegroeid kristallen.
9. Het opslaan van Kristallen in Dewars
- Na stortte de gemonteerde lus in vloeibare niTrogen plaats het in een van de holding sleuven van de opslag puck in het schuim Dewar. Alle manipulaties worden uitgevoerd met de lus, de bovenkant van de magnetische staaf en de puck ondergedompeld in vloeibare stikstof.
- Registreert de locatie en details van de geoogste en cryo-gekoelde kristal in de notebook en / of op de computer.
- Wanneer de puck in het schuim Dewar is vol of oogsten voor de dag is voltooid overdracht de puck in een ijskast puck houder in een opslag of een transport Dewar gevuld met vloeibare stikstof. Kristallen kunnen worden verzonden in het vervoer Dewars aan de synchrotron faciliteit voor diffractie het verzamelen van gegevens.
10. Representatieve resultaten
De doelstellingen van de oogst en cryo-koeling oefeningen aangetoond hier een kristaltransport van de hosting mesofase in cryo-loops, de lus kristal verglazen en te plaatsen in opslag in vloeibare stikstof in een Dewar. De ideale situatie is de plaats waar het oogsten en cryo-koeling op zodanige wijze dat de diffractie kwaliteit van het kristal wordt bewaard in het proces. Zo weinig mesofase mogelijk moet worden geoogst met het kristal. Dit is om het lokaliseren van de kristal en centreren in de röntgenbundel veel minder uitdagend, om cryo-koelsnelheid teneinde verglazing, zo laag mogelijke storende verstrooien van de mesofase tijdens diffractie gegevensverzameling. Enkele voorbeelden van cryo-gekoelde monsters waarin het kristal en niet zichtbaar zijn weergegeven in figuur 6. Wanneer het kristal niet zichtbaar oog is het gewoonlijk noodzakelijk om gebruik te diffractie rastering om de kristallen te vinden en te centreren in de balk voor gegevensverzameling 27.

Figuur 1. Schematische weergave van een biologische membraan die de lipide dubbellaag in en op die are ligt een verscheidenheid van eiwitten.

Figuur 2. Een volledig geladen en verzegeld 96-well glas sandwich kristallisatie plaat. Elke well bevat 50 nl kubieke fase en 1 pl neerslagmiddel oplossing. Voor de duidelijkheid is de kubische fase zijn gekleurd met Sudan Red en het precipiteermiddel oplossing bevat methyleenblauw. Van Reference 5.

Figuur 3. Kristallen van membraaneiwitten groeien in de lipidische mesofase. A. De kubische fase met een kristal van bacteriorhodopsin van H. halobium. B. De spons fase die een kristal van het vitamine B12 receptor / transporter, BtuB van E. coli. Van Reference 25. De kubieke en spons fasen contrasterende appeaRances even vanzelfsprekend door vergelijking panelen A en B. De kubische fase in een zeer viskeuze en behoudt zijn oorspronkelijke vorm. Het niet stroomt. Dit is bijzonder duidelijk bij de randen van de mesofase bolus die een geruwde uitzien. Contract door de spons fase aanzienlijk minder viskeus en doet stromen. Dus de spons fase niet behouden hun oorspronkelijke vorm en de randen zijn karakteristiek glad. Flocculant dat Jeffamine omvatten PEG 400, 2-methyl-2 ,4-pentandiol, pentaerythritol propoxylaat, butaandiol en hexaandiol, kan resulteren in een overgang van de kubische fase de spons 4,26.

Figuur 4. Het stroomdiagram samenvatting van de stappen betrokken bij de productie, oogst-en cryo-koelen van in meso-gekweekt membraaneiwit kristallen (A). Alleen deze stappen omgeven door de onderbroken rodelijn en in detail beschreven in (B), worden in dit artikel jove. Paneel A is van referentie 3. Klik hier om een grotere afbeelding te bekijken .

Figuur 5. Een lege cryo-loop gemonteerd op een pin die wordt vastgehouden op een magnetische staaf. Gedetailleerde weergave van de pen (A) en micro-mount (B) van dit belangrijke instrument voor het oogsten en cryo-koeling worden weergegeven. De lege lus aan het uiteinde van de micro-mount in B is 30 urn in diameter. Hoewel die niet getest andere lus soorten uitgebreid, vinden we dat de MiTeGen getoonde werk goed lussen met zowel de kubieke en spons fasen.

Figuur 6. Geoogst en cryo-gekoelde kristallen van membraaneiwitten in cryo-lussen als bekeken met een in-line microscoop op een synchrotron bundellijn. A, B. Voorbeelden van geoogste kristallen (caa3 cytochrome oxidase 34 (A), diacylglycerol kinase, DgkA (B)) waar de kristallen (blauwe pijl) zijn zichtbaar door de cryo-gekoelde mesofase een cryo-loop. C. Voorbeeld waar de geoogste kristal niet zichtbaar in de cryo-gekoelde mesofase een cryo-loop. De punt van de lus wordt geïdentificeerd met een rode pijl. De hechtende cryo-gekoelde mesofase wordt geïdentificeerd met een blauwe pijl.