Nature：重大突破 破解蛋白結(jié)構(gòu)的SAS新技術(shù)
來(lái)源：生物360
近日，美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Lawrence Berkeley National Laboratory）與斯克里普斯研究所（Scripps Research Institute）的研究人員發(fā)表了一項(xiàng)飛躍性的成果，使得人們更夠深入地了解蛋白質(zhì)之類的大分子在溶液中的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。研究人員利用X射線（SAXS） 或中子（SANS）SAS小角散射實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，開發(fā)出了一套新指標(biāo)，這將能令所需時(shí)間縮減達(dá)20倍。SAS指標(biāo)將會(huì)對(duì)調(diào)控細(xì)胞生物學(xué)可變分子機(jī)器的分析，以 及精確高通量解析，產(chǎn)生極大的影響。相關(guān)研究論文刊登在了近期出版的《自然》（Nature）雜志上。
研究人員表示，SAS（small- angle scattering）是唯一一種能在單個(gè)圖像中反映大分子完整熱力學(xué)狀態(tài)的技術(shù)。在之前的研究中，SAS分析主要集中在離散結(jié)構(gòu)狀態(tài)中的顆粒，但是，對(duì) 于生物學(xué)而言，許多蛋白質(zhì)和蛋白復(fù)合物并不都能“乖乖地聽話”，它們可能非常多變，導(dǎo)致了彌漫型的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。新研究中的這一套新衡量標(biāo)準(zhǔn)適用于所有粒子類型。
SAS成像利用X射線或中子穿透樣品，在X射線或中子，和樣品納米或亞納米大小顆粒之間產(chǎn)生微小碰撞，然后檢測(cè)這些碰撞散射的方式，從而確定出顆粒的形狀和大小。這種方法比X-射線晶體學(xué)方法更容易應(yīng)用于大分子復(fù)合物，對(duì)于具有高柔性的蛋白質(zhì)和復(fù)合物尤為有用。
在這項(xiàng)最新研究中，科學(xué)家們創(chuàng)建的分析標(biāo)準(zhǔn)則是通過一個(gè)不變的SAS制定，也就是說(shuō)其值不會(huì)隨著測(cè)量方法和測(cè)量地點(diǎn)而改變，這種不變量被稱為“體積的相關(guān) 性”（volume-of-correlation），它的值是來(lái)自于X射線或中字的散射強(qiáng)度，對(duì)應(yīng)于粒子的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，并且這與其濃度和復(fù)合物無(wú)關(guān)。
這種相關(guān)性能用于改變了形狀的蛋白，并利用這些數(shù)據(jù)集幫助傳統(tǒng)的SAS分析結(jié)果更加可靠，從而對(duì)這種從溶液中獲取的結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性進(jìn)行確認(rèn)。這種優(yōu)化增強(qiáng)了SAS用于高通量分析工作的內(nèi)在能力，應(yīng)能擴(kuò)大其對(duì)于研究溶液中的柔性大分子和納米顆粒的應(yīng)用。
研究人員表示，根據(jù)這種衡量標(biāo)準(zhǔn)，可能可以從理論極限收集并分析SAS數(shù)據(jù)，這意味著科學(xué)家可以減少數(shù)據(jù)收集的時(shí)間，儀器所需的90分鐘時(shí)間可以縮短到9分鐘。這一發(fā)現(xiàn)是首個(gè)X射線散射不變量成果，并且體積相關(guān)性不變量這一新發(fā)現(xiàn)也打開了未來(lái)可變生物學(xué)樣品分析的一扇窗。
原文檢索：
Robert P. Rambo& John A. Tainer. Accurate assessment of mass, models and resolution by small-angle scattering. Nature, 24 April 2013; doi:10.1038/nature12070
