蛋白質結晶中に創り出した隙間を利用して分子の動きを観るための新しいＸ線結晶解析

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昨年度までに、蛋白質結晶中に「隙間」を創ることができ、その「隙間」に運動性が保持されているリガンドを置き、動的状態を反映したフ差フーリエ電子密度を解釈することができた。しかしながら、予想される電子密度よりも細い形をしていた。これは構造精密化の際の計算に問題があることが考えられた。そこで、今年度は構造精密化の際のRfree flagの影響を考慮することで、温度因子の大きな原子の情報を正しく反映した差フーリエ電子密度を得るための工夫を行った。温度因子の小さな原子はRfree flagの影響を従来の構造解析では無視できるが、本研究が対象とする温度因子の大きな原子ではRfree flagによって電子密度の質が大きく低下するためである。具体的には、異なる20個のRfree flagセットを用いて構造精密化を行い、差フーリエ電子密度の平均化を行った。こうすることで、すべての回折点を使った電子密度を得ることができた。また、今回得られている電子密度は運動している可動部分の重なりに相当しているが、運動の空間分布を得るには差フーリエ電子密度のシグナル-ノイズ比 (SNR) をさらに改善する必要がある。そこで、複数の結晶で得られた電子密度を実空間で平均化することでSNRの改善を行った。具体的には8つの結晶を用いて、各結晶において先ほどの全ての回折点を使って得た電子密度を平均化した。その結果、平均化した電子密度は一つの結晶で得られた電子密度よりもSNRは改善していた。