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Nature：重大突破破解蛋白结构的SAS新技术

2016-11-072424点击

来源：生物360

近日，美国劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）与斯克里普斯研究所（Scripps Research Institute）的研究人员发表了一项飞跃性的成果，使得人们更够深入地了解蛋白质之类的大分子在溶液中的结构状态。研究人员利用X射线（SAXS）或中子（SANS）SAS小角散射实验数据，开发出了一套新指标，这将能令所需时间缩减达20倍。SAS指标将会对调控细胞生物学可变分子机器的分析，以及精确高通量解析，产生极大的影响。相关研究论文刊登在了近期出版的《自然》（Nature）杂志上。

研究人员表示，SAS（small- angle scattering）是唯一一种能在单个图像中反映大分子完整热力学状态的技术。在之前的研究中，SAS分析主要集中在离散结构状态中的颗粒，但是，对于生物学而言，许多蛋白质和蛋白复合物并不都能“乖乖地听话”，它们可能非常多变，导致了弥漫型的结构状态。新研究中的这一套新衡量标准适用于所有粒子类型。

SAS成像利用X射线或中子穿透样品，在X射线或中子，和样品纳米或亚纳米大小颗粒之间产生微小碰撞，然后检测这些碰撞散射的方式，从而确定出颗粒的形状和大小。这种方法比X-射线晶体学方法更容易应用于大分子复合物，对于具有高柔性的蛋白质和复合物尤为有用。

在这项最新研究中，科学家们创建的分析标准则是通过一个不变的SAS制定，也就是说其值不会随着测量方法和测量地点而改变，这种不变量被称为“体积的相关性”（volume-of-correlation），它的值是来自于X射线或中字的散射强度，对应于粒子的结构状态，并且这与其浓度和复合物无关。

这种相关性能用于改变了形状的蛋白，并利用这些数据集帮助传统的SAS分析结果更加可靠，从而对这种从溶液中获取的结构的准确性进行确认。这种优化增强了SAS用于高通量分析工作的内在能力，应能扩大其对于研究溶液中的柔性大分子和纳米颗粒的应用。

研究人员表示，根据这种衡量标准，可能可以从理论极限收集并分析SAS数据，这意味着科学家可以减少数据收集的时间，仪器所需的90分钟时间可以缩短到9分钟。这一发现是首个X射线散射不变量成果，并且体积相关性不变量这一新发现也打开了未来可变生物学样品分析的一扇窗。

原文检索：

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

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