Nature：重大突破 破解蛋白結(jié)構的SAS新技術
來源：生物360
近日，美國勞倫斯伯克利國家實驗室（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)構狀態(tài)。研究人員利用X射線（SAXS） 或中子（SANS）SAS小角散射實驗數(shù)據(jù)，開發(fā)出了一套新指標，這將能令所需時間縮減達20倍。SAS指標將會對調(diào)控細胞生物學可變分子機器的分析，以 及精確高通量解析，產(chǎn)生極大的影響。相關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圖像中反映大分子完整熱力學狀態(tài)的技術。在之前的研究中，SAS分析主要集中在離散結(jié)構狀態(tài)中的顆粒，但是，對 于生物學而言，許多蛋白質(zhì)和蛋白復合物并不都能“乖乖地聽話”，它們可能非常多變，導致了彌漫型的結(jié)構狀態(tài)。新研究中的這一套新衡量標準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-射線晶體學方法更容易應用于大分子復合物，對于具有高柔性的蛋白質(zhì)和復合物尤為有用。
在這項最新研究中，科學家們創(chuàng)建的分析標準則是通過一個不變的SAS制定，也就是說其值不會隨著測量方法和測量地點而改變，這種不變量被稱為“體積的相關 性”（volume-of-correlation），它的值是來自于X射線或中字的散射強度，對應于粒子的結(jié)構狀態(tài)，并且這與其濃度和復合物無關。
這種相關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，從而對這種從溶液中獲取的結(jié)構的準確性進行確認。這種優(yōu)化增強了SAS用于高通量分析工作的內(nèi)在能力，應能擴大其對于研究溶液中的柔性大分子和納米顆粒的應用。
研究人員表示，根據(jù)這種衡量標準，可能可以從理論極限收集并分析SAS數(shù)據(jù)，這意味著科學家可以減少數(shù)據(jù)收集的時間，儀器所需的90分鐘時間可以縮短到9分鐘。這一發(fā)現(xiàn)是首個X射線散射不變量成果，并且體積相關性不變量這一新發(fā)現(xiàn)也打開了未來可變生物學樣品分析的一扇窗。
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
