Новости химической науки > Микроскопия следит за зарождающимися кристаллами белков

Новый тип микроскопии может детектировать кристаллы белков с меньшим размером, чем доступно любому другому оптическому методу. Новая методика может сократить время и расходы на подбор условий кристаллизации белков, снизив тем самым затраты на подготовку образца белка к рентгеноструктурному анализу.

Фотографии кристаллов белков, полученные с помощью микроскопии SHG (слева) содержит меньшее количество шума, чем фотография, полученная с помощью обычной флуоресцентной микроскопии (справа). (Рисунок из J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja805983b).

Обычные высокоточные методы обнаружения кристаллов белка могут фиксировать кристаллы с размером не менее одного микрометра. Для некоторых методов характерно наличие существенного фонового сигнала, обусловленного наличием используемых в процессе обнаружения флуорофоров.

Гарт Симпсон (Garth J. Simpson) из Университета Пэрдю продемонстрировал, что новая методика, разработанная в его группе с использованием нелинейного оптического эффекта, известного как генерация второй гармоники [second harmonic generation (SHG)], эффективно устраняет фоновый шум при исследовании кристаллов малого размера. Новая методика позволяет наблюдать кристаллы с размером 100 нм. Улучшение разрешения может сократить количество белков, необходимое для наблюдения зарождения кристаллов и избавиться от необходимости использования флуорофоров.

Эффект SHG происходит при взаимодействии интенсивного лазерного излучения с упорядоченными материалам, например, некоторыми кристаллами. В этом случае может происходить двукратное увеличение энергии излучения.

Исследователи из Пэрдю снабдили микроскоп лазером, после чего использовали модифицированный микроскоп для наблюдения за ростом кристаллов двух различных белков. По словам Симпсона, преимуществом новой методики является ее высокая селективность. Белки, ориентированные случайным образом, агрегируют, а молекулы растворителя не могут исказить этот сигнал. Симпсон поясняет, что новая методика не сработает для высокосимметричных белковых кристаллов благодаря физическим принципам, лежащим в основе эффекта SHG, однако, как добавляет исследователь, высокой симметрией обладает менее 1% охарактеризованных кристаллов белков.

Источник: J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja805983b

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия