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クライオ電顕で決定された構造のゆらぎについて トピック削除
No.6366-TOPIC - 2017/10/05 (木) 21:36:36 - x-ray
クライオ電顕の開発でノーベル化学賞が受賞されました。
私は普段、X線を用いて結晶構造解析をしています。
そこでクライオ電顕によって決定された構造についての疑問があります。
【質問】
クライオ電顕では様々な方向を向いたタンパク質分子のデータを平均化するという事ですが、X線結晶構造解析では分子が揺らいでおり、電子密度が見えない領域についてもクライオ電顕では平均化されてしまうという事でしょうか?
平均化してしまうという事は、様々なコンフォメーションを取っているサンプルについても平均化されてしまい少し問題のように思えます。
 
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No.6366-6 - 2017/10/19 (木) 00:55:41 - x-ray
皆様、質問にお答え頂きありがとうございます。
フレキシブルな領域については画像データの分類などの処理が重要なようですね。
私はまだ学生ですが、クライオ電顕の技術がより発展し、近い将来つくばのPFなどのようにクライオ電顕の共同利用が進むと良いなと思います。

(無題) 削除/引用
No.6366-5 - 2017/10/09 (月) 21:41:03 - WInter-8
私も結晶屋なので聞いた範囲でしかお答えできませんが、電顕との違いはよく議論になりますので、わかる範囲で書きます。

電顕の2次元画像で分類できるのであれば、複数のコンフォメーションを捉えることはできます。最初のステップで電顕の画像をいくつかのパターンに分類するので、そのときに2種類混在しているなどの判断がつけば、分けて解析できます。
しかし、リガンドの結合状態などに関係なくフレキシブルなタンパク質では、電子顕微鏡でも解析は困難です。高分解能のデータを得るためには、サンプル調製も容易ではなく、どんなタンパク質でも良いというわけではないです。そのため、電子顕微鏡がフレキシブルな構造を見るのに優位であるとは思えませんが、結晶構造解析に比べると結晶化の必要がないので、過渡的な構造を捉えるのには優れています。また、膜タンパク質は結晶構造解析法では高分解能のデータを得るのが難しいので、電顕による構造解析例が増えています。

>X線よりは分解能はかなり低かったと思っているのですが、そうすると蛋白のN末やC末の数残>基のゆらぎとかは基本的に見れないかもしれませんね。
結晶構造解析に匹敵する分解能が電子顕微鏡でも可能となったというのが、今回の授賞理由です。
蛇足ですが、結晶の分解能と電顕の分解能は求め方が異なります。結晶の場合は回折分解能、電顕の場合は電子線の点分解能です。電子密度マップを見ればわかりますが、同じ分解能であっても、電子顕微鏡の方が明瞭です(これも正確には誤解があって、マップの明瞭さはデータの精度の問題もあるので、必ずしも分解能に比例するわけではありません)。

最後に独り言。構造生物学は生物・物理・化学の横断領域で、さらに専門に特化しているので難しいのはわかるのですが、YahooコメントのみならずChemStationなどのサイエンス系サイトでも説明が間違っているところがあり、大丈夫かなあと心配になります。

(無題) 削除/引用
No.6366-4 - 2017/10/09 (月) 16:11:55 - 独り言

> 平均化してしまうという事は、様々なコンフォメーションを取っているサンプルについても平均化されてしまい少し問題のように思えます。

例えば、サンプル粒子中に3種類のコンフォメーションがみられるようであれば、どれか1つの画像を抽出して、立体構造を構築するから問題ないのではないですかね。私も専門家ではないので間違っているかもしれませんが。

(無題) 削除/引用
No.6366-3 - 2017/10/09 (月) 10:56:42 - toto
見聞きしただけですが。等しく揺らいでいる画像は平均すると絵にならないですが、絵は分類ができるので、たとえば3種類の構造の平衡にある場合には、画像を分類して3つになれば、それぞれで平均化して3つの形がでる、のじゃないですかね。

(無題) 削除/引用
No.6366-2 - 2017/10/09 (月) 03:08:33 - おお
大変興味深い質問で私もいろいろ意見が聞けたらいいなと思います。指摘の件はもしかしたら構造を割り出すソフトの使い方でなんとでもなるのかもしれません。

X線よりは分解能はかなり低かったと思っているのですが、そうすると蛋白のN末やC末の数残基のゆらぎとかは基本的に見れないかもしれませんね。

クライオ電顕で決定された構造のゆらぎについて 削除/引用
No.6366-1 - 2017/10/05 (木) 21:36:36 - x-ray
クライオ電顕の開発でノーベル化学賞が受賞されました。
私は普段、X線を用いて結晶構造解析をしています。
そこでクライオ電顕によって決定された構造についての疑問があります。
【質問】
クライオ電顕では様々な方向を向いたタンパク質分子のデータを平均化するという事ですが、X線結晶構造解析では分子が揺らいでおり、電子密度が見えない領域についてもクライオ電顕では平均化されてしまうという事でしょうか?
平均化してしまうという事は、様々なコンフォメーションを取っているサンプルについても平均化されてしまい少し問題のように思えます。

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