WikiDer > Кристаллография с временным разрешением - Википедия

Time resolved crystallography - Wikipedia
Методы накачки-зонда для измерения физики короткого времени и кристаллографии с временным разрешением

Кристаллография с временным разрешением использует Рентгеновская кристаллография визуализация для визуализации реакций в четырех измерениях (x, y, z и время). Это позволяет изучать динамические изменения, которые происходят, например, в ферментах во время их катализа. Измерение времени включается путем запуска интересующей реакции в кристалле до рентгеновский снимок экспозицию, а затем сбор дифракционных картин с разными временными задержками. Для изучения этих динамических свойств макромолекулы должны быть соблюдены три критерия;[1]

  • Макромолекула должна быть биологически активной в кристаллическом состоянии.
  • В кристалле должна быть возможность вызвать реакцию.
  • Интересующий промежуточный продукт должен поддаваться обнаружению, т.е. он должен иметь разумную концентрацию в кристалле (предпочтительно более 25%).

Это привело к разработке нескольких методов, которые можно разделить на две группы: метод накачки-зонд и методы диффузионного захвата.

Насос-зонд

В методе насос-зонд реакция сначала запускается (накачка) фотолиз (чаще всего лазерный свет), а затем дифракция Образец собирается рентгеновским импульсом (зондом) с определенной временной задержкой. Это позволяет получить множество изображений с разными временными задержками после срабатывания реакции и, таким образом, построить хронологическую серию изображений, описывающих события во время реакции. Для получения разумного отношения сигнал / шум этот цикл накачки-зонда необходимо выполнять много раз. для каждого пространственного вращения кристалла и много раз для той же временной задержки. Следовательно, реакция, которую желают изучить с помощью зонда-накачки, должна иметь возможность расслабиться и вернуться к своей исходной конформации после запуска, что позволяет проводить много измерений на одном и том же образце. Временное разрешение наблюдаемых явлений диктуется временной шириной зондирования. пульс (полная ширина на половине максимальной). Все процессы, которые происходят в более быстром масштабе времени, чем это, будут усреднены путем свертки интенсивности зондирующего импульса во времени с интенсивностью фактической отражательной способности рентгеновского излучения образца.

Захват диффузии

В методах диффузионного захвата используются методы диффузии для попадания субстратов в кристалл, после чего применяются различные методы захвата, чтобы заставить интересующий промежуточный продукт накапливаться в кристалле до сбора дифракционной картины. Эти методы отлова могут включать изменения в pH,[2] использование ингибитора[3] или снижение температуры, чтобы замедлить скорость оборота, или, возможно, даже полностью остановить реакцию на определенной стадии. Просто запустите реакцию, а затем заморозьте ее,[4] таким образом, гашение его на определенном временном шаге также является возможным методом. Одним из недостатков методов диффузионного захвата является то, что их можно использовать только для изучения промежуточных продуктов, которые могут быть захвачены, тем самым ограничивая временное разрешение, которое можно получить с помощью этих методов, по сравнению с методом накачки-зонда.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Хайду, Дж; Neutze, R; Sjögren, T; Эдман, К; Szöke, A; Wilmouth, RC; Уилмот, CM (2000). «Анализ функций белков в четырех измерениях». Структурная биология природы. 7 (11): 1006–12. Дои:10.1038/80911. PMID 11062553.
  2. ^ Ямасита, Ацуко; Эндо, Масахару; Хигаси, Цунэюки; Накацу, Тору; Ямада, Ясуюки; Ода, Дзюн'Ичи; Като, Хироаки (2003). «Улавливание ферментной структуры до начала реакции: комплексы тропинонредуктаза-II-субстрат ‡». Биохимия. 42 (19): 5566–73. Дои:10.1021 / bi0272712. PMID 12741812.
  3. ^ Миллер, MT; Бахманн, Б.О. Таунсенд, Калифорния; Розенцвейг, AC (2002). «Каталитический цикл β-лактамсинтетазы, наблюдаемый с помощью рентгеновских кристаллографических снимков». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 99 (23): 14752–7. Bibcode:2002ПНАС ... 9914752М. Дои:10.1073 / pnas.232361199. ЧВК 137491. PMID 12409610.
  4. ^ Fiedler, E .; Торелл, S; Сандалова, Т; Голбик, Р; König, S; Шнайдер, G (2002). «Снимок ключевого интермедиата в ферментативном тиаминовом катализе: кристаллическая структура α-карбаниона (α, β-дигидроксиэтил) тиаминдифосфата в активном центре транскетолазы из Saccharomyces cerevisiae». Труды Национальной академии наук. 99 (2): 591–5. Bibcode:2002ПНАС ... 99..591Ф. Дои:10.1073 / pnas.022510999. ЧВК 117350. PMID 11773632.