高エネルギーX線によるIとXeを用いたMAD測定
Inquiry number
SOL-0000001630
Beamline
BL41XU (Macromolecular Crystallography I)
Scientific keywords
| A. Sample category | biology, medicine, research on method, instrumentation |
|---|---|
| B. Sample category (detail) | crystal, biomolecule, crystal, protein, pharmaceuticals |
| C. Technique | X-ray diffraction, absorption and its secondary process, fluorescent X-rays |
| D. Technique (detail) | single crystal, MAD, XAFS |
| E. Particular condition | low-T (~ liquid N2) |
| F. Photon energy | X-ray (4-40 keV) |
| G. Target information | molecular structure |
Industrial keywords
| level 1---Application area | Pharmaceuticals |
|---|---|
| level 2---Target | drug design, process analytical technology (PAT) |
| level 3---Target (detail) | protein, drug |
| level 4---Obtainable information | supra-molecular assemblies, absolute configuration |
| level 5---Technique | XAFS, diffraction |
Classification
A80.50 Pharmaceuticals, M10.10 single crystal diffraction, M40.10 XAFS
Body text
多波長異常分散（MAD）法は、結晶を構成する分子が重原子を有している場合、１つの試料結晶から位相情報を得ることの出来るとても強力な手法です。
本事例では、ＢＬ４１ＸＵのアンジュレータ３次光による高エネルギーＸ線を用いて、ヨウ素のＫ吸収端（３３.１７keV）とキセノンのＫ吸収端(３４.５６keV)近傍でのＭＡＤ実験を行いました。
試料タンパク質には、ニワトリ卵白リゾチームを用い、ヨウ素添加結晶はリゾチームとヨウ化ナトリウムの共結晶で、またキセノン添加結晶はリゾチーム結晶を含む水溶液を３MPaの高圧キセノンガス下に１５分間置くことで調製しました。
これらの試料結晶のＸ線吸収スペクトルを測定してヨウ素とキセノンのＸ線吸収端を決定しました(図１)。決定されたＸ線吸収端近傍でＭＡＤ実験を行い、リゾチーム結晶の位相情報をヨウ素・キセノンのそれぞれから得ることに成功しました。図２にリゾチーム分子に結合したヨウ素とキセノンを示します。
図１. 測定されたＸ線吸収スペクトル (a) ヨウ素添加結晶 (b) キセノン添加結晶
図２. 異常分散差フーリエマップによる (a) ヨウ素 と (b) キセノン 原子の位置
[ K. Takeda, H. Miyatake, S.-Y. Park, M. Kawamoto, N. Kamiya, K. Miki, Journal of Applied Crystallography 37, 925-933 (2004), Fig. 2, 5,
©2004 International Union of Crystallography ]
Source of the figure
Original paper/Journal article
Journal title
K. Takeda, et al, J. Appl. Crystallogr. 37, 925-933 (2004)
Figure No.
2, 5
Technique
多波長異常分散（MAD）法は、結晶を構成する分子に結合した重原子のX線吸収端近傍の複数の波長でX線回折像を測定することです。これらの回折像の比較・解析から結晶の位相情報を求めて、分子の立体構造を得ることが出来ます。
Source of the figure
No figure
Required time for experimental setup
1 hour(s)
Instruments
| Instrument | Purpose | Performance |
|---|---|---|
| タンパク質結晶用回折装置 | Ｘ線回折実験 | |
| ペルチェ冷却型Si-PINフォトダイオード | Ｘ線吸収スペクトル測定 |
References
| Document name |
|---|
| K. Takeda, et al. J. Appl. Crystallogr. 37, 925-933 (2004) |
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Questionnaire
The measurement was possible only in SPring-8. Impossible or very difficult in other facilities.
This solution is an application of a main instrument of the beamline.
Ease of measurement
With a great skill
Ease of analysis
Middle
How many shifts were needed for taking whole data in the figure?
Two-three shifts