日本語AIでPubMedを検索
200keVの単粒子低温電子顕微鏡を用いたサブ2オングストローム分解能の構造決定
Sub-2 Angstrom resolution structure determination using single-particle cryo-EM at 200 keV.
PMID: 32647824 PMCID: PMC7337053. DOI: 10.1016/j.yjsbx.2020.100020.
抄録
直接電子検出器（DED）の出現とソフトウェアの開発により、一粒子低温電子顕微鏡（クライオEM）の日常的な使用が可能になりましたが、生物学的試料で達成される分解能と最新の透過型電子顕微鏡（TEM）の情報限界との間には、依然として不一致が残っています。DEDを搭載した300kVの装置は高分解能の単粒子低温電子顕微鏡の現在のパラダイムであるが、200kVの透過電子顕微鏡は試料のスクリーニング以外の目的では比較的十分に利用されていない。ここでは、これまでの研究を発展させ、K2 DEDを搭載した200kV顕微鏡の一つであるTalos Arcticaが、高分子の構造を∼1.7Åの高分解能で決定できることを実証した。この分解能では、秩序ある水分子が容易に代入され、芳香族残基の正孔を明確に区別することができます。本研究は、200kV電子を用いた高分解能一粒子低温電子顕微鏡や、構造に基づいたドラッグデザインなどの応用に有用であることを強調するものである。
Although the advent of direct electron detectors (DEDs) and software developments have enabled the routine use of single-particle cryogenic electron microscopy (cryo-EM) for structure determination of well-behaved specimens to high-resolution, there nonetheless remains a discrepancy between the resolutions attained for biological specimens and the information limits of modern transmission electron microscopes (TEMs). Instruments operating at 300 kV equipped with DEDs are the current paradigm for high-resolution single-particle cryo-EM, while 200 kV TEMs remain comparatively underutilized for purposes beyond sample screening. Here, we expand upon our prior work and demonstrate that one such 200 kV microscope, the Talos Arctica, equipped with a K2 DED is capable of determining structures of macromolecules to as high as ∼1.7 Å resolution. At this resolution, ordered water molecules are readily assigned and holes in aromatic residues can be clearly distinguished in the reconstructions. This work emphasizes the utility of 200 kV electrons for high-resolution single-particle cryo-EM and applications such as structure-based drug design.
© 2020 The Authors.