在XChem设施的Diamond Light Source实现高效的片段筛选

Diamond Light Source 的 XChem 设施提供常规的大规模晶体图形碎片筛选，支持整个晶体沉积过程。X射线晶体学是FBDD工具包的重要组成部分。它足够灵敏，可以识别弱粘合剂，并直接在分子水平上产生有关相互作用的结构信息。

基于片段的药物发现是一种广泛使用的先导化合物发现策略。该公司已交付六种药物用于临床，50多种分子已进入临床试验。XChem 平台相对于传统浸泡方法、数据收集和分析方法的进步和效率的影响最好地直观地展示出来。

首先选择晶体和化合物位置。从 PC 打开 TextRank，然后从右下角的列表中选择水晶托盘，或者在左上角的框中输入条形码。选择正确的图像格式和单孔视图。

要在不撞击晶体的情况下向液滴中添加溶剂或化合物，请在液滴内右键单击，但在移动液滴图像时找到适合实验的晶体时远离晶体。打开 Echo 软件并选择“新建”以使用声学分配器分配溶液。选择正确的源孔板和液体等级。

确保选择正确的板类型作为目标板。然后选中自定义框并继续。选择“导入”，然后选择相关的批处理文件。

然后按照软件提示完成导入步骤。使用板图检查要分配的溶液和目标位置。然后按照出现的提示运行协议。

来自源板的溶液将分配到选定的晶体液滴中。将培养板存放在培养箱中所需的时间。要使用半自动晶体收集装置收获晶体，请按开始工作流程按钮移动到第一个选定的孔位置。

如果晶体幸存下来，则将其安装在环中并将其插入液氮中，将其放置在列表中第一个冰球的第一个位置。从界面中选择晶体的适当描述。如果液滴是化合物浸泡，请记录化合物状态的描述。

如果晶体已成功挂载，请选择“已挂载”，否则选择“失败”。收获晶体后，将冰球带到条形码扫描仪中，一次将它们放入支架中，以扫描冰球并固定条形码。扫描完成后，将盖子放在冰球上并将它们存放在液氮储存杜瓦瓶中。

要收集偏心的样品，请查看 ISPyB 中的样品更换器视图，然后选择按 AP 分辨率排名，以自动处理的分辨率对样品进行分级，颜色渐变从绿色到红色。单击样品以检查是否有任何红色或黄色样品。然后检查晶体快照，查看晶体是否居中。

要通过 XChem Explorer 或 XCE 检索和分析 Diamond 的自动处理结果，请在终端中转到子文件夹处理并使用别名 XCE 打开 XChem Explorer。选择“概述”选项卡中的“从数据源更新表”按钮，以刷新实验数据的摘要。在“设置”选项卡下，选择数据收集目录，打开“数据集”选项卡。

从“选择目标”下拉菜单中选择目标，从“数据集”下拉菜单中选择“从自动处理中获取新结果”，然后单击“运行”。要使用 Dimple 计算初始地图，请打开地图选项卡，从下拉菜单中选择参考模型，然后选择所需的数据集，然后在选定的 MTZ 文件上运行 Dimple。要生成配体限制物，请选择所需的数据集，然后从图谱和限制物下拉列表中创建所选化合物的 SCF 或 PDB 或 PNG 文件。

若要使用 Panda 识别命中，请选择“Pandas”选项卡，确保正确定义输出目录并运行 panda。从命中识别下拉菜单进行分析。要分析 Panda 识别的命中，请运行 panda。

从命中识别下拉菜单中进行检查。使用 Panda 控制面板打开 Coot。来自 Dimple 的负载平均和 2mFo-DFc 映射，用于与事件映射和模型进行比较。

拟合配体后，单击“将配体与模型合并”并保存模型，然后再导航到另一个事件，以避免丢失对结合态模型的任何更改。使用事件注释字段对绑定事件进行批注，并使用记录站点信息对绑定站点进行批注。根据事件映射对所有可行的配体进行建模、合并和保存后，关闭 panda.inspect。

将 Panda 检查模型导出回项目目录，并对所选数据集启动初始一轮优化，优化现在将在优化选项卡中可见。用于通过 X 射线晶体学进行片段筛选的 XChem 管道已被广泛简化，使其能够被科学界采用。这张图表显示了从 2015 年到 2019 年用户计划的采用和整合，以及 2019 年区块分配组的创建以及平台在 2020 年 COVID-19 大流行期间的弹性。

成功的活动会产生靶蛋白上潜在相互作用位点的三维图谱。一个典型的结果是 SARS-CoV-2 主要蛋白酶的 XChem 筛选。已知的感兴趣位点，如酶活性位点和亚口袋，以黄色显示。

假定的变构位点（例如参与蛋白质-蛋白质相互作用的变构位点）以洋红色显示，通常被认为是假阳性的晶体堆积界面以绿色显示。从历史上看，使用晶体学作为主要的碎片筛选一直很困难。本研究记录了从样品制备到最终结构的XChem管道方案。

晶体学碎片筛选与其他生物物理技术相辅相成，通常对于将碎片命中进展为先导化合物至关重要。它可以应用于任何药物发现靶点类别。