Mass-selective and ice-free cryo-EM protein sample preparation via native electrospray ion-beam deposition
Mass-selective and ice-free cryo-EM protein sample preparation via native electrospray ion-beam deposition
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通过自然电喷雾离子束沉积进行质量选择性和无冰冷冻电镜蛋白质样品制备
DOI：
10.1101/2021.10.18.464782
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Esser T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Esser T
< jats: title> 摘要< jats: p> 电子冷冻显微镜 (cryo-EM) 和单颗粒分析 (SPA) 彻底改变了均质蛋白质的结构测定。然而，从异质样品中获得高分辨率结构仍然是一个重大挑战，因为玻璃冰薄膜中嵌入的各种蛋白质状态可能会被错误分类，从而导致有害的特征平均。在这里，我们提出了基于真空质量选择的原生电喷雾离子束沉积（原生 ES-IBD），用于制备极高纯度的冷冻电镜样品。折叠的蛋白质离子通过自然电喷雾电离产生，进行质量过滤，并轻轻沉积在冷冻电镜网格上，随后冷冻在液氮中。我们展示了无冰冷冻电镜网格与大量选择的蛋白质和蛋白质组装体的均匀覆盖。 SPA 显示它们在结构上保持完整，但二级和三级结构的变化目前限制了 2D 类别和 3D EM 密度图中的信息。我们的结果表明，原生 ES-IBD 具有扩大冷冻电镜结构测定范围和通量的潜力。
< jats: title> Abstract< jats: p> Electron cryomicroscopy (cryo-EM) and single-particle analysis (SPA) have revolutionized structure determination of homogeneous proteins. However, obtaining high-resolution structures from heterogeneous samples remains a major challenge, as the various protein states embedded in thin films of vitreous ice may be classified incorrectly, resulting in detrimental averaging of features. Here we present native electrospray ion-beam deposition (native ES-IBD) for the preparation of extremely high-purity cryo-EM samples, based on mass selection in vacuum. Folded protein ions are generated by native electrospray ionization, mass-filtered, and gently deposited on cryo-EM grids, and subsequently frozen in liquid nitrogen. We demonstrate homogeneous coverage of ice-free cryo-EM grids with mass-selected proteins and protein assemblies. SPA reveals that they remain structurally intact, but variations in secondary and tertiary structure are currently limiting information in 2D classes and 3D EM density maps. Our results show the potential of native ES-IBD to increase the scope and throughput of cryo-EM structure determination.
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影响因子：
64.8
作者：
Nakane T;Kotecha A;Sente A;McMullan G;Masiulis S;Brown PMGE;Grigoras IT;Malinauskaite L;Malinauskas T;Miehling J;Uchański T;Yu L;Karia D;Pechnikova EV;de Jong E;Keizer J;Bischoff M;McCormack J;Tiemeijer P;Hardwick SW;Chirgadze DY;Murshudov G;Aricescu AR;Scheres SHW
通讯作者：
Scheres SHW
影响因子：
7.4
作者：
Brodbelt JS
通讯作者：
Brodbelt JS
影响因子：
16.6
作者：
Abb S;Harnau L;Gutzler R;Rauschenbach S;Kern K
通讯作者：
Kern K
影响因子：
3
作者：
Mastronarde, DN
通讯作者：
Mastronarde, DN
DOI：
10.1101/249128
发表时间：
2018-01
期刊：
bioRxiv
影响因子：
--
作者：
L. Kuhlen;P. Abrusci;Steven Johnson;J. Gault;J. Deme;Joseph J. E. Caesar;Tobias Dietsche;M. T. Mebrhatu;T. Ganief;B. Maček;Samuel Wagner;C. Robinson;S. Lea
通讯作者：
L. Kuhlen;P. Abrusci;Steven Johnson;J. Gault;J. Deme;Joseph J. E. Caesar;Tobias Dietsche;M. T. Mebrhatu;T. Ganief;B. Maček;Samuel Wagner;C. Robinson;S. Lea