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Useful experimental aspects of small-wedge synchrotron crystallography for accurate structure analysis of protein molecules.
Acta Crystallographica Section D ( IF 2.6 ) Pub Date : 2025-01-01 , DOI: 10.1107/s2059798324011987
Kunio Hirata
Acta Crystallographica Section D ( IF 2.6 ) Pub Date : 2025-01-01 , DOI: 10.1107/s2059798324011987
Kunio Hirata
Recent advances in low-emittance synchrotron X-ray technology and highly sensitive photon-counting detectors have revolutionized protein micro-crystallography in structural biology. These developments and improvements to sample-exchange robots and beamline control have paved the way for automated and efficient unattended data collection. This study analyzed protein crystal structures such as type 2 angiotensin II receptor, CNNM/CorC membrane proteins and polyhedral protein crystals using small-wedge synchrotron crystallography (SWSX), which dramatically improves measurement efficiency through automated measurement. We evaluated the data quality using SWSX, focusing on `massive data collection'. In this context, `massive' refers to data sets with a multiplicity exceeding 100. The findings could potentially lead to the development of more efficient experimental conditions, such as obtaining high-resolution data using a smaller number of crystals. We have demonstrated that the application of machine learning, a modern key component of data science, to classify data groups is an integral part of the analysis process and may play a crucial role in improving data quality. These results indicate that SWSX is one of the essential candidates for crystal structure analysis methods for difficult-to-analyze samples: it can enable diverse and complex protein functional analysis.
中文翻译:
小楔同步加速器晶体学对蛋白质分子准确结构分析的有用实验方面。
低发射率同步加速器 X 射线技术和高灵敏度光子计数检测器的最新进展彻底改变了结构生物学中的蛋白质微晶学。样品交换机器人和光束线控制的这些发展和改进为自动化和高效的无人值守数据收集铺平了道路。本研究使用小楔同步加速器晶体学 (SWSX) 分析了 2 型血管紧张素 II 受体、CNNM/CorC 膜蛋白和多面体蛋白晶体等蛋白质晶体结构,通过自动测量显著提高了测量效率。我们使用 SWSX 评估了数据质量,重点是 “海量数据收集”。在这种情况下,“massive” 是指重数超过 100 的数据集。这些发现可能会导致开发更有效的实验条件,例如使用较少数量的晶体获得高分辨率数据。我们已经证明,应用机器学习(数据科学的现代关键组成部分)对数据组进行分类是分析过程不可或缺的一部分,并且可能在提高数据质量方面发挥关键作用。这些结果表明,SWSX 是难以分析样品的晶体结构分析方法的重要候选者之一:它可以实现多样化和复杂的蛋白质功能分析。
更新日期:2024-12-25
中文翻译:
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小楔同步加速器晶体学对蛋白质分子准确结构分析的有用实验方面。
低发射率同步加速器 X 射线技术和高灵敏度光子计数检测器的最新进展彻底改变了结构生物学中的蛋白质微晶学。样品交换机器人和光束线控制的这些发展和改进为自动化和高效的无人值守数据收集铺平了道路。本研究使用小楔同步加速器晶体学 (SWSX) 分析了 2 型血管紧张素 II 受体、CNNM/CorC 膜蛋白和多面体蛋白晶体等蛋白质晶体结构,通过自动测量显著提高了测量效率。我们使用 SWSX 评估了数据质量,重点是 “海量数据收集”。在这种情况下,“massive” 是指重数超过 100 的数据集。这些发现可能会导致开发更有效的实验条件,例如使用较少数量的晶体获得高分辨率数据。我们已经证明,应用机器学习(数据科学的现代关键组成部分)对数据组进行分类是分析过程不可或缺的一部分,并且可能在提高数据质量方面发挥关键作用。这些结果表明,SWSX 是难以分析样品的晶体结构分析方法的重要候选者之一:它可以实现多样化和复杂的蛋白质功能分析。