Extending electron paramagnetic resonance to nanoliter volume protein single crystals using a self-resonant microhelix
Extending electron paramagnetic resonance to nanoliter volume protein single crystals using a self-resonant microhelix
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使用自谐振微螺旋将电子顺磁共振扩展到纳升体积蛋白质单晶
DOI：
10.1126/sciadv.aay1394
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Reijerse
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sidabras;Winkler;Hussein;Schnegg;Lubitz;Reijerse
蛋白质单晶的电子顺磁共振（EPR）光谱是确定酶活性位点顺磁中间体的电子结构并将磁张量与分子结构相关联的最终方法。然而，蛋白质晶体学的典型尺寸（0.05至0.3mm）的晶体提供不足的信号强度。在这项工作中，我们提出了一个微波自谐振微螺旋纳升样品，可以在商业X波段（9.5 GHz）EPR光谱仪。自谐振微螺旋提供了一个测量的信号噪声改善高达28倍，相对于商业EPR谐振器。这项工作开辟了可能性，使用先进的EPR技术研究蛋白质单晶的尺寸典型的X射线晶体学。该技术证明了EPR实验上的单晶[FeFe]-氢化酶（巴氏梭菌; CpI）的尺寸为0.3毫米0.1毫米0.1毫米，产生一个建议的DG张量取向的Hoxstate。
Electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy on protein single crystals is the ultimate method for determining the electronic structure of paramagnetic intermediates at the active site of an enzyme and relating the magnetic tensor to a molecular structure. However, crystals of dimensions typical for protein crystallography (0.05 to 0.3mm) provide insufficient signal intensity. In this work, we present a microwave self-resonant microhelix for nanoliter samples that can be implemented in a commercial X-band (9.5 GHz) EPR spectrometer. The self-resonant microhelix provides a measured signal-to-noise improvement up to a factor of 28 with respect to commercial EPR resonators. This work opens up the possibility to use advanced EPR techniques for studying protein single crystals of dimensions typical for x-ray crystallography. The technique is demonstrated by EPR experiments on single crystal [FeFe]-hydrogenase (Clostridium pasteurianum; CpI) with dimensions of 0.3 mm by 0.1 mm by 0.1 mm, yielding a proposedg-tensor orientation of the Hoxstate.
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