SAXSpace系统 | 高效且稳定的SAXS研究

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分享： 2021/11/18 16:47:32

用线准直测量低浓度且易受辐射影响的生物样品的小角X-射线散射 (SAXS) ，可以确保短的测量时间，并且得到满足分析低分辨率的3D结构的高超数据质量。

生物样品的SAXS

SAXS 可以为生物样品，如蛋白质、RNA、DNA及其复合物等在近乎自然状态的溶液条件下提供非常有价值的结构信息。但是，得到生物材料的高质量SAXS数据是非常复杂的，这是由于低样品浓度使得散射曲线信噪比低，并且样品稳定性低。

线准直提供了克服这些挑战的独特优势：

相比较于点准直，提高了信噪比
良好的样品稳定性（没有辐射损害所致的样品变性）
高分辨率（例如，更小的散射矢量）及高通量以确保测量时间短

为了数据解析和结构研究，使用标准程序对线模糊化的SAXS数据进行评估。

实验和结果

在这个研究中，将实验室SAXS仪器线准直（封闭靶SAXSpace系统）与点准直（旋转阳极靶系统）测量的lysozyme蛋白溶液（5 mg/ml）的散射曲线进行比较。两个实验的曝光时间和qmin是一样的。

线准直测得的数据消模糊后的1D散射曲线和对距离分布函数p(r)与点准直得到的完全相符（图1）。

图1：lysozyme的径向密度分布：理论与实验数据相比较

使用GIFT1程序中IFT运算法则。

消模糊后的数据使用DAMMIF2程序，进行低分辨率模型的重建。如图2所示，晶体结构（PDB132I）显然与低分辨率的轮廓相符合。

图2：lysozyme和transportin-1低分辨率3D轮廓模型

更进一步的SAXS数据在100 kDa 人类核转运受体transportin-1蛋白浓度为8 mg/ml下记录。如观察到的lysozyme，DAMMIF程序由线准直下测得的散射数据得到的低分辨率模型与晶体结构（PDB 4FDD）完全一致。这表明，使用线准直的得到的SAXS数据很好地适合于研究溶液中的生物样品。