理研ら,タンパク質結晶データの自動収集技術を開発

理化学研究所(理研)らは,大型放射光施設「SPring-8」のビームラインを利用して,タンパク質結晶から自動的にX線結晶構造解析に必要な高品質のデータを収集する「ZOOシステム」を開発した(ニュースリリース)。

タンパク質の構造をより詳しく知ることは,そのタンパク質の働きを正しく理解する上で重要となる。放射光施設を利用したタンパク質のX線結晶構造解析は,その目的を果たす強力な手法のうちの1つといえる。しかし,膜タンパク質やタンパク質複合体のように単離・精製しにくく,結晶化が非常に難しい場合もある。

これまで研究グループは,1~10μmの高フラックス微小X線ビームを利用したビームライン「BL32XU」でのタンパク質の微小結晶構造解析のために,種々の測定技術を開発してきた。

例えば,試料結晶への放射線損傷を低減することで高品質なデータを収集する技術「KUMA」,目視で確認できない結晶を微小X線で走査・検出するための高速二次元走査システム,走査システムから出力される大量の回折画像を解析して結晶位置を特定するシステム「SHIKA」,回折データをほぼ自動的に構造解析に利用するデータとして出力する技術「KAMO」などがある。

今回,研究グループは,これらのシステムを組み合わせることで,ビームラインで行なうX線回折実験の自動化を試みた。このシステムの利点は3点ある。 1)データ測定やデータ処理に要する時間を大幅に短縮できる 2)測定やデータ処理は自動(無人)でできるため,実験に人手がいらない 3)データ品質を均一かつ高く保持しながらデータを収集できる。また,すでにZOOシステムを利用した構造決定が行なわれている。

なお,測定スキームは「ヘリカルデータ収集」「複数部分データ集積法」「混合スキーム(ヘリカルデータ収集+複数部分データ集積)」「SSROXデータ収集」などが利用できる。研究グループは,今回の研究が放射光施設を利用したデータ収集を容易にするものであり,今後,結晶さえ準備できれば誰でも簡単にタンパク質の詳しい構造を知ることが可能になるとしている。

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