原收法结构分析

10月11日消息，安徽国科仪器产业发展有限公司(下称：国科仪器)近日完成数千万元融资，由毅达资本投资。　　国科仪器是一家专业从事X射线衍射仪、纳米结构分析仪等高端X射线结构分析设备研发、生产与销售的创新型企业。公司已成功研发出多款X射线检测分析类仪器及相关核心零部件，向客户提供全集成、高附加值全方位解决方案，突破了一系列核心关键技术，填补了国内相关领域的空白。　　X射线类结构分析设备在在材料结构分析和成分分析领域应用非常广泛，在晶体结构分析、非晶态结构分析、物相定性分析、物相定量分析、结晶度分析等科研方向均有成熟的应用和丰硕的研发成果。　　该设备已经成为各大科研院所、大学及工业企业在研发过程中必不可少的核心设备之一，在生物医药、化工、新材料、新能源、半导体等行业的研发及在线检测过程中有着十分广泛的应用，市场需求正在快速增长。　　国科仪器创始团队是国内最早从事X射线相关领域产品研发和推广的团队之一，多年来持续专注于国际材料检测分析设备领域的先进技术发展，且熟悉国外一线企业的技术路径和市场布局，能快速准确地把握国内市场需求，进行针对性的产品研发及市场推广。2022年9月，公司研制的“小角X射线散射仪”入选安徽省首台套重大技术装备（第二批）评定名单。　　国科仪器创始人王富康表示，X射线类结构分析设备作为重要的科研设备，国内市场规模可观，市场需求处于快速增长过程中。目前国内高端X射线分析设备仍以进口为主，国科仪器成功打破了进口依赖，成为国内高端X射线结构分析设备“第一人”。未来，公司将继续扩充团队，加大研发，争取进入更多应用领域，为高端仪器的国产化做出更大贡献。　　毅达资本投资总监张俊涛表示，高端科研仪器是国内短板，很多顶尖科研仪器对国内处于禁售状态。国科仪器在高压XRD、小角散射仪等高端X射线结构分析设备领域，已经顺利实现设备定型与销售，先后获得国家级科研单位及上市公司的重复订单，并以其良好的性能指标、灵活的定制化能力及超高的性价比获得了客户的高度认可。期待通过此次合作，在资本助推和双方的共同努力下，国科仪器能够继续在上游核心零部件及工业领域取得更大进步，争取走到X射线结构分析仪器领域的最前端。

大家好，本周为大家介绍一篇发表在J. Am. Chem. Soc.上的文章，Transient Structural Dynamics of Glycogen Phosphorylase from Nonequilibrium Hydrogen/Deuterium-Exchange Mass Spectrometry，文章作者是英国埃克塞特大学的Jonathan J. Phillips。　　变构调节指在蛋白质的正构位点上的变化通过蛋白质内部传递，最终影响到变构位点的结构，从而调整白质功能。理解蛋白质功能转换背后的特定结构动态变化对于分子生物学和药物发现领域至关重要。尽管变构现象自从提出以来已有广泛的研究，但是关于信号如何在蛋白质内部长距离传递的具体机制仍然不甚清楚。很大程度上是由于缺乏能够在时间和空间上高分辨率测量这些信号的生物物理方法。糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase，GlyP)是研究变构调节常用的标准蛋白，GlyP与II型糖尿病和转移性癌症的治疗密切相关。GlyP作为一种典型的变构酶，其活性受磷酸化修饰、多种天然配体和药物的调控。本文旨在通过开发和应用非平衡毫秒级氢/氘交换质谱(neHDX-MS)技术，来精确定位GlyP在变构激活和抑制期间的动态结构变化。这项技术能够提供蛋白质在毫秒时间尺度上的局部结构动态信息，有助于揭示变构调节过程中的瞬态结构特征，从而为理解蛋白质的动态行为和设计变构调节剂提供重要的结构信息。　　作者首先确定了能够完全激活或抑制GlyP的条件。25 mM 的AMP能实现GlyPb的最大激活(图1A)。32 mM咖啡因足以完全抑制GlyPa(图1B)。并且观察到50ms内AMP和咖啡因能够达到最佳激活/抑制状态(图1C和1D)。　　图1.糖原磷酸化酶b的变构激活和糖原磷酸化酶a的抑制。　　随后作者通过neHDX-MS捕捉由AMP引起的GlyPb变构激活过程中的局部结构扰动。通过激活过渡态与未激活和激活状态之间的HDX差异，作者将这些肽段分成了七个类群。其中重点值得关注的类群是c、d(其他类群对应区域及趋势不在此详细介绍)，因为他们的HDX行为与未激活和激活时的稳定态都有明显差异，这些局部区域的结构变化是过渡态的独特体现(图2A)。其中，c类群主要涵盖了tower helix区(图2B)，说明该区域在从未激活到激活状态的过渡态中，表现出相较于前后二者皆较高的动态性。d类群涵盖活性位点，说明活性稳点结构在因结合发生了结构稳定化现象。为了从原子水平理解这些瞬态结构变化，研究人员使用了一种基于Energy Calculation and Dynamics(ENCAD)的方法，Climber，来模拟从非活性状态到活性状态转变过程中的过渡态内部作用变化。结果显示，tower helix在激活过程中经历了氢键先断裂后形成的变化，这与观察到的HDX增加相一致(图4A)。　　图2.GlyPB中表现不同结构动力学行为的类群。　　图3.局部区域HDX动力学。　　图4.GlyP在活性和非活性状态之间的结构插值。　　随后作者探讨了咖啡因如何通过变构抑制影响GlyPa的结构动态。同样作者也比较了抑制过渡态与未抑制和抑制状态之间的HDX差异，分成了七个类群。在这几组类群中，仅有m表现出较未抑制和抑制状态都较明显的氘代上升趋势(图2C、图3C&D)。m区域涵盖了tower helix区(图2D)，说明该区域在未抑制状态到完全抑制状态的过渡阶段内，发生了局部去结构化现象。此外，在280s loop和250′ loop区域也表现出类似的瞬时去稳定化现象。结合AMP激活实验中的现象表明，尽管咖啡因和AMP作用于GlyP的不同位点，但它们都可能通过类似的变构路径(即tower helix的去稳定化)来引起GlyP的变构调节，从而实现对该蛋白功能的调控。同样在Climber分析中，可以观察到对应区域发生了氢键重排，与neHDX-MS结果呼应(图4B)。　　本文讨论了GlyP的变构调节中间态涉及的局部结构动态变化，并通过毫秒级neHDX-MS揭示了这些变化。结果表明激活和抑制过渡态都涉及到tower helix的氢键断裂和局部结构重排，这是两个途径的共同特点。本研究的亮点在于开发了一种新的neHDX-MS方法，能够在毫秒时间尺度上观察蛋白质的变构结构动态。这种方法不仅对理解GlyP的变构机制具有重要意义，而且可以广泛应用于不同蛋白质的变构研究，为理解蛋白质的变构调节提供了新的视角和工具。　　撰稿：罗宇翔　　编辑：李惠琳　　文章引用：Transient Structural Dynamics of Glycogen Phosphorylase from Nonequilibrium Hydrogen/Deuterium-Exchange Mass Spectrometry　　参考文献　　Kish, M. Ivory, D. P. Phillips, J. J., Transient Structural Dynamics of Glycogen Phosphorylase from Nonequilibrium Hydrogen/Deuterium-Exchange Mass Spectrometry. J. Am. Chem. Soc. 2023, 146 (1), 298-307.

台式X射线吸收精细结构谱仪（XAFS/XES） 美国easyXAFS公司最新推出台式X射线吸收精细结构谱仪（XAFS/XES），采用独有的X射线单色器设计，无需同步辐射光源，在常规实验室环境中实现X射线吸收精细结构测量和分析，提供XAFS和XES两种测量模式，并轻松相互切换。以极高的灵敏度和光源质量，广泛应用在催化、电池等研究领域，实现对元素的测定、定量和价态分析等。 XAFS300 XES100easyXAFS 产品参数 X射线源: XAFS: 1.2-kw XRD(Mo/w) XES: 100w XRF 空冷管(Pd/W)能量范围: 5-12keV 可达19keV分辨率: 0.5-1.5eV样品塔: 7位自动样品轮布拉格角: 55-85 deg检测器: SDD单晶尺寸: 球面单晶(Si/Ge) 直径10cm，曲率半径100cm软件: LabVIEW, 脚本扫描扩展: 仪器可外接设备，控制样品条件分析仪校准: 预先校准，快速插拔更换 easyXAFS 产品优势 - 无需同步辐射光源- 科研级别谱图效果- 台式设计，实验室内使用- 可外接仪器设备，控制样品条件- 可实现多个样品或多种条件测试- 操作便捷、维护成本低 easyXAFS 应用案例谱图展示 1、XAFS300 2、XES100 ■ XES Mode ■ XAFS Mode easyXAFS 已发表文章1. Jahrman, Seidler, et al., J. Electrochem. Soc. 2019.2. Jahrman, Holden, et al., Rev. Sci. Instrum. 2019.3. Bès, Ahopelto, et al., J. Nucl. Mater. 2018.4. Mundy, Cossairt, et al.,Chem Mater 20185. Jahrman, Seidler, and Sieber, Anal. Chem., 20186. Holden, Seidler, et al., J. Phys. Chem. A, 2018.7. Stein, Holden, et al., Chem. Mater., 2018.8. Padamati, Angelone, et al., JACS, 20179. Mortensen, Seidler, et al., Phys Rev B, 2017.10. Valenza, Jahrman, et al., Phys Rev A, 201711. Mortensen, Seidler, et al., XAFS16 conference proceedings.12. Seidler, Mortensen, et al., XAFS16 conference proceedings.13. Seidler, Mortensen, et al., Rev. Sci. Instrum. 2014.创新点：1、采用独有的X射线单色器设计，无需同步辐射光源即可进行测试；2、台式设计，方便实验室使用；3、提供两种测量模式：XAFS和XES。台式X射线吸收精细结构谱仪