$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Определение трехмерной структуры специфических белков имеет решающее значение в биологии. Информацию, которая является производным от делать так проливает свет на биологические функции и формы и специфика активных и/или обязательного сайтов, содержащийся в молекуле под исследование. Во многих случаях, это позволяет механизмы действий определены или, где это уместно, потенциальных терапевтических молекул, чтобы быть разработаны. MX является метод наиболее часто используется для получения структурной информации, но узкое определение оптимальных условий для получения хорошо Дифрагирующая кристаллов. Таким образом кристаллизации испытания проводятся в многочисленных различных условиях и затем проверяются, чтобы найти лучший кристаллов, которые будут использоваться для сбора данных дифракции. Автоматизация установки кристаллизации испытания1 четко помог в этом отношении. Однако последующие шаги (то есть, монтажа кристалла, скрининг дифракции и дифракции сбора данных) обычно осуществляется вручную, занимая много времени, усилий и ресурсов. Автоматизации дифракции обследования и сбора данных поэтому, означало бы огромный выигрыш во времени и эффективности.
Чаще всего дифракции обследования и сбора данных в MX осуществляется на Синхротронное MX излучение, на котором автоматизации во многом облегчает этот процесс. Однако в большинстве случаев, это необходимо для ученого присутствовать на излучение во время эксперимента или управлять им дистанционно. Недавно новое поколение полностью автоматизированный излучение MX был развитых2. Здесь пользователям не нужно присутствовать, либо физически, либо удаленно, экспериментальной сессии. Это позволяет ученым тратить больше времени на меньше повседневных задач, а не тратить весь день и часто ночи, скрининг кристаллы и сбор данных о дифракции. В мире первый полностью автоматизированный излучение является массово автоматизированный пример выбора комплексных объект (массив-1, ID30A-1)2,3 в Европейский фонд синхротронного излучения (ESRF). Он имеет уникальный образец среды, в которой высокой емкости Дьюар содержащие образец работает в тандеме с роботизированной Пример смены, который также действует как излучение гониометр4,5. МАССИВ-1 является ондулятор излучение с одного Фотон подсчет гибрид пикселей детектор6, которая работает на фиксированной длине волны 0,969 Å (12.84 кэВ) с интенсивным рентгеновского пучка (2 x 1012 фотоны/s). Размер луча в положении образца можно регулировать между менее 10 мкм (круглый луч) до максимум 100 мкм x 65 мкм (горизонтальный, вертикальный луч размер). В среднем излучение может обработать, в полностью автоматическом моды (см. ниже), 120 кристаллы в 24 ч. Работа излучение основана на серии процессов7, каждое из которых принимает интеллектуальные решения, основанные на результатах предыдущих шагов в рабочем процессе, чтобы обеспечить измерение наилучших данных из образца исследуемого. В частности оценки дифракционного характеристики индивидуальный образец принимает во внимание кристалл объем и поток и обеспечивает, где кристалл больше чем рентгеновского пучка, что только лучший регион кристалла используется для последующих данных коллекции. Таким образом, дифракция наборы данных оптимизированы для максимального разрешения с свернутого излучения ущерб2,3. Требовательных протоколы сбора данных, такие как псевдо-винтовой (многопозиционное) данных стратегий сбора для сбора данных как родной и одной длины волны аномальных дифракции (ЕАД), являются также доступны8.
Полностью автоматическая эксперименты на массив-1 включают криозаморозки и монтажа кристаллов на горе магнитные образца, подходит для желаемого излучение оборудование стандарта булавки позвоночника9, ввод желаемой экспериментальной параметров в ' дифракции план ' таблица в комплексной системе кристаллография протеина излучение (ISPyB)10, веб-информационная система управления для MX экспериментов и отправка образцов в излучение. В Европейский центр синхротронного излучения, все расходы по перевозке образцов из излучение поддерживаются ESRF пользователя Office (см. веб-сайт ESRF11 для подробной информации). МАССИВ-1, никаких ограничений на размер петли или качество хрусталя. При выборе плана дифракции на данный кристалл, пользователь может либо использовать параметры по умолчанию или выбрать из определенных рабочих процессов, которые могут быть настроены для каждого образца. Доступны несколько предопределенных рабочих процессов. В рабочем процессе3 MXPressEсодержащие образец цикла сначала выравнивается в положение образца с помощью оптических центрирования. Затем рентген-основе центрирование гарантирует, что лучший регион кристалл центрируется рентгеновского пучка. Стратегии сбора данных затем рассчитываются с помощью eEDNA, фреймворк для разработки приложений на основе плагина специально для онлайновых данных анализа в области рентгеновского эксперименты, принимая во внимание кристалл объем и реального времени поток на излучение. После завершения сбора набора данных полной дифракции это затем обрабатываются с помощью ряда автоматической обработки данных трубопроводов12 и результаты доступны для проверки и загрузки в ISPyB. Процесс3 MXPressE саднаправлена на селенометионина содержащих кристаллы целевого белка и использует тот факт, что операционных энергия массив-1 это просто выше края Se K. Здесь, стратегия сбора данных eEDNA MXPressE оптимизирована для сбора ГРУСТНО данных (т.е. Высокая избыточность и с резолюцией, установить туда, где Rслияния между парами Bijvoet ниже 5%). На экране свойства дифракционных серии кристаллов без последующего сбора, Рабочий процесс3 MXScoreможет использоваться производить полный качества оценки анализируются кристаллов. В рабочем процессе3 MXPressI180 °, вращение данных собраны с помощью 0,2 ° колебания и начальный угол фи и резолюции, определяется eEDNA стратегии. MXPressO 3 включает в себя preobserved резолюции в рабочий процесс (по умолчанию: dмин = 2 Å). Чтобы сделать первоначальную оценку кристаллов, результате кристаллизации суда, предлагается3 рабочий процесс MXPressM. Это выполняет сетку высок дозы сканирования более широкую ориентацию образца поддержки без сбора данных или центровки. Недавно два новых процессов эксперимент, MXPressP и MXPressP_SAD, которые выполняют pseudohelical данных коллекции, было реализовано8. Выполнение всех этапов в всех рабочих процессов может следовать онлайн и в реальном времени пользователем, с помощью ISPyB.
Здесь мы покажем, как подготовить полностью автоматизированный MX эксперимент в массив-1 и как извлекать и анализировать данные, получаемые от эксперимента. В качестве примера мы используем человека митохондриальной глицин расщепления системы белка H (GCSH). Этот липоевая кислоты, содержащий белок является частью системы расщепления глицин, ответственность за ухудшение глицина. Эта система также включает в себя P белка, пиридоксаль фосфат зависимых глицин декарбоксилаза, T белка, требующих тетрагидрофолата фермента и L белков, lipoamide дегидрогеназа. GCSH передает группе метиламина глицина из белка P T белка. Дефекты в протеине H являются причиной nonketotic hyperglycinemia (NKH) в люди13.