Name: microcrystal electron diffraction of small molecules
Uploaded: 2021-03-15T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microcrystal Electron Diffraction of Small Molecules at JoVE.com

Gonen laboratuvarı, Howard Hughes Tıp Enstitüsü'nün fonlarıyla desteklenmektedir. Bu çalışma Ulusal Sağlık Enstitüleri P41GM136508 tarafından desteklenmiştir.

1. Küçük molekül örneklerinin hazırlanması
<ol><li>Az miktarda (0.01 - 1 mg) toz, sıvı veya katı maddeyi küçük bir şişeye veya tüpe aktarın.</li>
	<li>Zaten toz halinde olan numuneler için, numuneye ihtiyaç duyulana kadar kapağı kullanarak tüpü kapatın. Yöntem 1 (adım 3) veya 2 (adım 4) denemelerinden önce sıvı numuneleri tozlar halinde kurutun. NOT: Sıvı içinde çözünmüş numuneler aşağıdaki yöntem 3'ü (5.X) kullanabilir</li>
</ol>2. TEM ızgaralarını...

<ol>
	<li>Shi, D., Nannenga, B. L., Iadanza, M. G., Gonen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+electron+crystallography+of+protein+microcrystals.">Three-dimensional electron crystallography of protein microcrystals.</a> eLife. 2, 01345 (2013).</li><li>Nannenga, B. L., Shi, D., Leslie, A. G. W., Gonen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+structure+determination+by+continuous-rotation+data+collection+in+MicroED.">High-resolution structure determination by continuous-rotation data collection in MicroED.</a> Nature Methods. 11 (9), 927-930 (2014).</li><li>Hattne, J., Martynowycz, M. W., Penczek, P. A., Gonen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroED+with+the+Falcon+III+direct+electron+detector.">MicroED with the Falcon III direct electron detector.</a> IUCrJ. 6 (5), 921-926 (2019).</li><li>Hattne, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroED+data+collection+and+processing.">MicroED data collection and processing.</a> Acta Crystallographica Section A Foundations and Advances. 71 (4), 353-360 (2015).</li><li>Henderson, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+potential+and+limitations+of+neutrons,+electrons+and+X-rays+for+atomic+resolution+microscopy+of+unstained+biological+molecules.">The potential and limitations of neutrons, electrons and X-rays for atomic resolution microscopy of unstained biological molecules.</a> Quarterly Reviews of Biophysics. 28 (2), 171-193 (1995).</li><li>Martynowycz, M. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroED+structure+of+the+human+adenosine+receptor+determined+from+a+single+nanocrystal+in+LCP.">MicroED structure of the human adenosine receptor determined from a single nanocrystal in LCP.</a> BioRxiv. , 316109 (2020).</li><li>Martynowycz, M. W., Zhao, W., Hattne, J., Jensen, G. J., Gonen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Collection+of+continuous+rotation+MicroED+data+from+ion+beam-milled+crystals+of+any+size.">Collection of continuous rotation MicroED data from ion beam-milled crystals of any size.</a> Structure. 27 (3), 545-548 (2019).</li><li>Martynowycz, M. W., Gonen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ligand+incorporation+into+protein+microcrystals+for+MicroED+by+on-grid+soaking.">Ligand incorporation into protein microcrystals for MicroED by on-grid soaking.</a> Structure. , (2020).</li><li>Martynowycz, M. W., Khan, F., Hattne, J., Abramson, J., Gonen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroED+structure+of+lipid-embedded+mammalian+mitochondrial+voltage-dependent+anion+channel.">MicroED structure of lipid-embedded mammalian mitochondrial voltage-dependent anion channel.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 117 (51), 32380-32385 (2020).</li><li>Jones, C. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+CryoEM+method+MicroED+as+a+powerful+tool+for+small+molecule+structure+determination.">The CryoEM method MicroED as a powerful tool for small molecule structure determination.</a> ACS Central Science. 4 (11), 1587-1592 (2018).</li><li>Dick, M., Sarai, N. S., Martynowycz, M. W., Gonen, T., Arnold, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tailoring+tryptophan+synthase+TrpB+for+selective+quaternary+carbon+bond+formation.">Tailoring tryptophan synthase TrpB for selective quaternary carbon bond formation.</a> Journal of the American Chemical Society. 141 (50), 19817-19822 (2019).</li><li>Gallagher-Jones, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sub-&#229;ngstr&#246;m+cryo-EM+structure+of+a+prion+protofibril+reveals+a+polar+clasp.">Sub-&#229;ngstr&#246;m cryo-EM structure of a prion protofibril reveals a polar clasp.</a> Nature Structural &amp; Molecular Biology. 25 (2), 131-134 (2018).</li><li>Ting, C. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+a+scaffold+peptide+in+the+biosynthesis+of+amino+acid-derived+natural+products.">Use of a scaffold peptide in the biosynthesis of amino acid-derived natural products.</a> Science. 365 (6450), 280-284 (2019).</li><li>de la Cruz, M. J., Martynowycz, M. W., Hattne, J., Gonen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroED+data+collection+with+SerialEM.">MicroED data collection with SerialEM.</a> Ultramicroscopy. 201, 77-80 (2019).</li><li>Mastronarde, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+electron+microscope+tomography+using+robust+prediction+of+specimen+movements.">Automated electron microscope tomography using robust prediction of specimen movements.</a> Journal of Structural Biology. 152 (1), 36-51 (2005).</li><li>Schorb, M., Haberbosch, I., Hagen, W. J. H., Schwab, Y., Mastronarde, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Software+tools+for+automated+transmission+electron+microscopy.">Software tools for automated transmission electron microscopy.</a> Nature Methods. 16 (6), 471-477 (2019).</li><li>Kabsch, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=XDS.">XDS.</a> Acta Crystallographica Section D Biological Crystallography. 66 (2), 125-132 (2010).</li><li>Winter, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DIALS:+Implementation+and+evaluation+of+a+new+integration+package.">DIALS: Implementation and evaluation of a new integration package.</a> Acta Crystallographica Section D. 74 (2), 85-97 (2018).</li><li>de la Cruz, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomic-resolution+structures+from+fragmented+protein+crystals+with+the+cryoEM+method+MicroED.">Atomic-resolution structures from fragmented protein crystals with the cryoEM method MicroED.</a> Nature Methods. 14 (4), 399-402 (2017).</li><li>Shi, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+collection+of+MicroED+data+for+macromolecular+crystallography.">The collection of MicroED data for macromolecular crystallography.</a> Nature Protocols. 11 (5), 895-904 (2016).</li><li>Nannenga, B. L., Shi, D., Hattne, J., Reyes, F. E., Gonen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+of+catalase+determined+by+MicroED.">Structure of catalase determined by MicroED.</a> eLife. 3, 03600 (2014).</li><li>Martynowycz, M. W., Zhao, W., Hattne, J., Jensen, G. J., Gonen, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Qualitative+Analyses+of+Polishing+and+Precoating+FIB+Milled+Crystals+for+MicroED.">Qualitative Analyses of Polishing and Precoating FIB Milled Crystals for MicroED.</a> Structure. 27 (10), 1594-1600 (2019).</li></ol>

Numune hazırlama tipik olarak, tarama ve veri toplama oturumlarından sonra optimizasyonların yapıldığı yinelemeli bir işlemdir. Küçük moleküllü numuneler için, birçok farmasötik hidrofobik olma eğiliminde olduğundan, ızgaraları kızdırmadan ilk önce ızgara hazırlamayı denemek genellikle ihtiyatlıdır10,11. Izgaralarda çok az nanokristal birikintisi varsa, ızgaraları ilk kez kızdırdıktan sonra tekrar denemek iyi bir fikirdir. Liyofi...

Mikrokristal elektron kırınımı (MicroED), mikrometre altı boyutlu kristallerdenatomik çözünürlük yapılarını belirlemek için kullanılan bir elektron kriyo-mikroskopi (cryo-EM) yöntemidir 1,2. Kristaller standart transmisyon elektron mikroskobu (TEM) ızgaralarına uygulanır ve sıvı etan veya sıvı azota daldırılarak dondurulur. Izgaralar daha sonra kriyojenik sıcaklıklarda çalışan bir TEM'e yüklenir. Kristaller ızgarada bulunur ve ilk kırınım kalitesi için taranır. Sürekli rotasyon MicroED verileri, verilerin film olarak hızlı bir kamera kullanılarak kaydedildiği taranmış kristallerin bir alt kümesinden toplanır3. Bu filmler standart bir kristalografik formata dönüştürülür ve bir X-ışını kristalografi deneyi4 ile neredeyse aynı şekilde işlenir.
MicroED başlangıçta protein mikrokristalleri 1,2'yi araştırmak için geliştirilmiştir. Protein kristalografisindeki bir darboğaz, geleneksel senkrotron X-ışını kırınım deneyleri için büyük, iyi düzenlenmiş kristaller büyüyor. Elektronlar, X-ışınlarından daha güçlü olan madde büyüklük sıralarıyla etkileşime girdiğinden, tespit edilebilir kırınım üretmek için gereken kristal boyutunun sınırlamaları oldukça küçüktür5. Ek olarak, elastik ve elastik olmayan saçılma olaylarının oranı elektronlar için daha elverişlidir, bu da daha küçük bir genel maruz kalma ile daha yararlı verilerin toplanabileceğini düşündürmektedir5. Sürekli gelişmeler, MicroED verilerinin en zorlu mikrokristallerdentoplanmasına izin vermiştir 6,7,8,9.
Son zamanlarda, MicroED'nin görünüşte amorf malzemelerden küçük moleküllü farmasötiklerin yapılarını belirlemek için güçlü bir araç olduğu gösterilmiştir10,11,12,13. Bu tozlar doğrudan bir şişe satın alınan reaktiften, bir saflaştırma kolonundan veya hatta bir hapı ince bir toz haline getirmekten gelebilir10. Bu tozlar gözle amorf görünür, ancak ya tamamen nanokristallerden oluşabilir ya da sadece kristalin olmayan, amorf fraksiyonda eser miktarda nanokristalin birikintileri içerebilir. Malzemenin ızgaraya uygulanması kolaydır ve kristal tanımlama, tarama ve veri toplamanın sonraki adımları yakın gelecekte otomatikleştirilebilir14. Diğerleri numune hazırlama ve veri toplama için farklı yöntemler kullanabilirken, burada MicroED için küçük moleküllerin örneklerinin hazırlanması ve veri toplanması için Gönen laboratuvarında geliştirilen ve kullanılan protokoller detaylandırılmıştır.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.1-1.5mL Eppendorf tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-282-300</td>
			<td>Any vial or tube will do.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autogrid clips</td>
			<td>Thermo-Fisher</td>
			<td>1036173</td>
			<td>Clipped grids are not required for MicroED. They are required for Thermo-Fisher TEMs equipped with an autoloader system.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autogrid C-rings</td>
			<td>Thermo-Fisher</td>
			<td>1036171</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbamazapine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C4024-1G</td>
			<td>Any amount will suffice for these experiments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CMOS based detector</td>
			<td>Thermo-Fisher</td>
			<td>CetaD 16M</td>
			<td>We used a CetaD 16M, but any detector with rolling shutter mode or sufficiently fast readout is acceptable.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Delphi software</td>
			<td>Thermo-Fisher</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Software on Thermo-Fisher TEM systems that allows for manual rotation of the sample stage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EPU-D software</td>
			<td>Thermo-Fisher</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Commercial software for the acquisition of MicroED data</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass cover slides</td>
			<td>Hampton</td>
			<td>HR3-231</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glow discharger</td>
			<td>Pelco</td>
			<td>easiGlow</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High PrecisionTweezers</td>
			<td>EMS</td>
			<td>78325-AC</td>
			<td>Any high precision tweezer will do</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Liquid nitrogen vessel</td>
			<td>Spear Lab</td>
			<td>FD-800</td>
			<td>A standard foam vessel for handling specimens under liquid nitrogen - 800mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SerialEM software</td>
			<td>UC Boulder</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Free software distributed by D. Mastronarde. Department of Molecular, Cellular, and Developmental Biology</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TEM grids</td>
			<td>Quantifoil/EMS</td>
			<td>Q310CMA</td>
			<td>Multi-A 300 mesh grids were used here, but any thin carbon grids will work. For these small molecules, we suggest starting with continuous carbon.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>transmission electron microscope (TEM)</td>
			<td>Thermo-Fisher</td>
			<td>Talos Arctica</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Whatman circular filter paper</td>
			<td>Millipore-Sigma</td>
			<td>WHA1001090</td>
			<td>90mm or larger</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microcrystal electron diffraction of small molecules

Mikrokristal elektron kırınımı (MicroED) deneyleri için küçük molekül örnekleri hazırlamak için ayrıntılı bir protokol açıklanmaktadır. MicroED, standart elektron kriyo-mikroskopi (cryo-EM) ekipmanı kullanılarak proteinlerin ve küçük moleküllerin yapılarını çözmek için geliştirilmiştir. Bu şekilde, küçük moleküller, peptitler, çözünür proteinler ve membran proteinleri son zamanlarda yüksek çözünürlüklerde belirlenmiştir. Örnek olarak karbamazepin ilacını kullanarak küçük moleküllü farmasötiklerin ızgaralarını hazırlamak için protokoller burada sunulmuştur. Verilerin taranması ve toplanmasına yönelik protokoller sunulmaktadır. Veri entegrasyonu, yapı belirleme ve iyileştirme gibi genel süreçteki ek adımlar başka yerlerde sunulmaktadır. Küçük moleküllü ızgaraları hazırlamak için gereken sürenin 30 dakikadan az olduğu tahmin edilmektedir.

MicroED, elektronlar ve madde arasındaki güçlü etkileşimlerden yararlanan ve kaybolan küçük kristallerin araştırılmasına izin veren bir kriyoEM yöntemidir12,13. Bu adımlardan sonra, mikrokristallerden toplanan kristalografik formatta bir kırınım filmine sahip olması beklenmektedir (Film 1). Burada, teknik karbamazepin12 kullanılarak gösterilmiştir. Sonuçlar, bir TEM ızgarasında tanımlanan bir karba...

Watch this Scientific Journal Video about Microcrystal Electron Diffraction of Small Molecules at JoVE.com

Microcrystal Electron Diffraction of Small Molecules

Burada, mikrokristal elektron kırınımı (MicroED) deneyleri için küçük moleküllü kristallerin tozlarının hazırlanması için laboratuvarımızda geliştirilen prosedürleri açıklıyoruz.

Küçük Moleküllerin Mikrokristal Elektron Kırınımı

A detailed protocol for preparing small molecule samples for microcrystal electron diffraction (MicroED) experiments is described. MicroED has been ...

Bu prosedürde, küçük moleküllü bir tozdan üç boyutlu bir yapıya dakikalar içinde nasıl geçileceğini gösteriyoruz. Bu, kimya topluluğu için dönüştürücü bir tekniktir. Birçok bileşik kolayca büyük kristallere dönüşmez.MicroED ile nanometre boyutundaki kristallerden atomik çözünürlük yapılarını belirleyebiliyoruz. Prosedürü gösteren, UCLA'da profesör olan Dr. Mike Martynowycz olacak. Başlamak için, az miktarda toz, sıvı veya katı maddeyi küçük bir şişeye veya tüpe aktarın.Zaten toz halinde olan numuneler için, numuneye ihtiyaç duyulana kadar kapağı kullanarak tüpü kapatın. Benzer şekilde, sıvı numuneleri tozlar halinde kurutun. Plastik filmi cam kapak sürgüsünün bir ucunun etrafına sarın.TEM ızgaralarını, kahverengi renkli karbon tarafı yukarı bakacak şekilde kapak sürgüsünün üstündeki film üzerine yerleştirin. Ardından, slaytı ızgaralarla birlikte kızdırma boşaltma odasına yerleştirin ve 15 pikoamperdeki negatif ayarı kullanarak kapak slaytını yaklaşık 30 saniye boyunca kızdırın. Izgaraları kapak sürgüsünde, numuneyi ızgaralara eklemeden önce filtre kağıdı ile kaplı cam bir Petri kabının içinde saklayın.Kızdırma deşarjı TEM ızgarasını cımbız kullanarak kapalı Petri kabından çıkarın ve karbon tarafı yukarı bakacak şekilde dairesel bir filtre kağıdına yerleştirin. Küçük bir spatula kullanarak, çok küçük bir toz kepçesini çıkarın ve filtre kağıdındaki TEM ızgarasının hemen yanındaki küçük bir kare cam kapak kayması üzerine yerleştirin. Tozun üzerine başka bir küçük kare cam slayt veya kapak kayması yerleştirin.Parmaklarınızla, ince bir toz yapmak için iki cam slaytı hafifçe ovalayın. Kapak kaymalarını açın ve filtre kağıdındaki TEM ızgarasının hemen üzerine yerleştirin ve kapak kaymalarını parıltıdan boşaltılmış TEM ızgarasının sadece birkaç santimetre yukarısında ovalamaya devam edin. Tozun ızgaraya doğru düşüp düşmediğini gözlemleyin.İki cam kapak fişinden birini çıkararak ince öğütülmüş tozu ortaya çıkarın. Daha sonra ince tozu kapak fişinden bir parça filtre kağıdı kullanarak TEM ızgarasına nazikçe fırçalayın. Bir dizi cımbız kullanarak TEM ızgarasının kenarını tutun ve uçların ızgara karelerinin hiçbirini delmediğinden emin olun.Izgarayı filtre kağıdının bir ila iki santimetre yukarısına kaldırın ve ızgarayı aşağıdaki kağıda 90 derece açın. Gevşek tozları temizlemek için ızgarayı sıkıca cımbızlı tutarken cımbızlara hafifçe dokunun. Cımbızın ucunu ızgara ile doğrudan sıvı azot kabına elle hareket ettirerek ızgarayı dondurun ve ızgara ve cımbız kaynamayı bırakana kadar bekleyin.Sıvı azot altında, ızgarayı numune tutucuya, karbon tarafı yönlendirilmiş olarak yerleştirin, böylece numune karbon destek filminden önce ışın tarafından vurulacaktır. Numune tutucuyu TEM'e yükleyerek ızgaranın her zaman sıvı azot sıcaklıklarında tutulmasını sağlayın. Otomatik yükleyici sistemleri için, kırpılmış ızgaraları sıvı azot soğutmalı bir kapta bir kasete yerleştirin, bu da otomatik yükleyici robotiklerinin kaseti kabul etmesini sağlarken numuneleri otomatik yükleyici ile sütun arasında sıkışmaya karşı güvende tutar.TEM kolon vanalarını açın ve el panellerini kullanarak büyütmeyi mümkün olan en düşük büyütmeye ayarlayın. El panellerindeki yoğunluk düğmesini, floresan ekranda yuvarlak parlak bir alan görünecek şekilde ayarlayarak ışını bulun. Yüksek çözünürlüklü MicroED verilerini toplamadan önce mikroskobun hem düşük hem de yüksek büyütmeli görüntüleme için iyi hizalandığından emin olmak için uygun yazılımı kullanarak düşük büyütmede tüm ızgara atlasını alın.Kırık karbon ve film üzerinde görünür siyah veya koyu tanecikler olmadan ızgara karelerini tanımlayın. El panellerindeki joystick'i fiziksel olarak kullanarak veya kırılmamış ve mikro kristaller içeren ızgara karelerini aramak için toplanan atlasın üzerinde sanal olarak ızgaranın etrafında gezinin. Bu karelerin her birinin merkezini, mikroskop kullanıcı arabiriminde veya mikroskop otomasyon yazılımında bir not defterine eklenebilecek araştırma için ızgara konumları listesine ekleyin.Büyütme oranını 500 ile 1300x arasında ayarlayın. Depolanan her ızgara konumunda merkezsel yüksekliği ayarlayın ve kaydedilen z değerini belirtilen konumlara güncelleyin. Floresan ekranda veya düz bir kamerada ızgaradaki küçük siyah noktalar veya tanecikler için arama yapın.İyi bir numune genellikle kristali sırayla düşündüren yüksek büyütmede keskin kenarlara sahip olacaktır. Yerleştirilmiş potansiyel bir kristali ekranın ortasına taşıyın ve büyütmeyi, TEM'in yüksek büyütme moduna girmesi için artırın. Seçilen alanın kristalden daha büyük olduğundan emin olmak için seçilen alan diyafram açıklığını daha büyük veya daha küçük bir boyuta değiştirin.TEM el panellerindeki kırılma düğmesine basarak floresan eleğin takılı olduğundan emin olarak kırılma moduna geçin. Büyütme düğmesini kullanarak kamera uzunluğunu, kenar en az bir angstrom çözünürlüğü olacak şekilde ayarlayın. Kırınım odağını, merkezi nokta mümkün olduğunca keskin ve küçük olacak şekilde ayarlayın.Kırınım kaydırma düğmelerini kullanarak, merkezi kirişi floresan ekranın ortasına getirin. Kirişin arkasında olduğundan emin olmak için ışın durdurmayı takın. Floresan ekranı kaldırın ve fotoğraf makinesine kısa bir pozlama yapın.İlgili kırılma desenini inceleyin, desenin düzenli olarak sütunlar ve satırlar halinde düzenlenmiş keskin noktalara sahip olacağından emin olun. Kristal koordinatlarını TEM kullanıcı arayüzüne kaydedin veya bir yere yazın, ardından mevcut ızgara karesindeki tüm potansiyel kristaller için kırınım taramasını tekrarlayın. Elenmiş kristali 1000x'ten daha büyük bir büyütmede ortalayın ve kristalin merkezsel yüksekliğini otomatik bir rutin kullanarak veya elle ayarlayın.Kristal boyutuna ve şekline en uygun seçili alan diyafram açıklığını yerleştirin. Görüntü ızgara çubukları tarafından tıkanana kadar sahne alanını negatif ve pozitif yönlerde eğin. Ayrıca, panjur okuma moduna sahip modern bir kamerada verileri her saniye okuyarak veri toplama amacıyla bu açıları not edin.Maksimum eğme hızının yüzdesini ve mikroskop kullanıcı arayüzünde veya özel yazılımda ne zaman durulacağını belirterek dönüş hızını ayarlayın. Verileri tek tek kareler veya bir görüntü yığını olarak çeşitli biçimlerde kaydedin. Mikro kristallerden toplanan kristalografik formattaki bir kırılma filmi, bir TEM ızgarasında tanımlanan bir karbamazepin mikro kristalinden sürekli dönen bir MicroED veri kümesini gösterir.Veri toplama, tümleştirme ve yapı çözümünden sonra, yüksek çözünürlüklü bir yapı belirlenir ve netliği, verilerin kalitesine ve eksiksizliğine bağlıdır. Numunenin ızgaraya uygulanması, iyi veriler elde etmek için kritik öneme sahiptir. Bu yöntemi takiben, veriler standart kristalografik yazılım kullanılarak daha fazla işlenebilir.MicroED'in küçük moleküller için güçlü bir yöntem olduğunu göstermek, kritik öneme sahip moleküllerin yeni yapılarını çözmek için dünya çapında kullanımını açmıştır.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Microcrystallography of Protein Crystals and In Cellulo Diffraction

Microcrystallography of Protein Crystals and In Cellulo Diffraction

Protein Kristallerinin Mikrokristalografisi ve<em&gt; Selülozda</emKırınım

The advent of high-quality microfocus beamlines at many synchrotron facilities has permitted the routine analysis of crystals smaller than 10 &#181;m in ...

Force Spectroscopy of Single Protein Molecules Using an Atomic Force Microscope

Kuvvet spektroskopisi bir Atomik kuvvet mikroskobu kullanılarak tek Protein moleküllerinin

The determination of the folding process of proteins from their amino acid sequence to their native 3D structure is an important problem in biology. ...

Semi-automated Biopanning of Bacterial Display Libraries for Peptide Affinity Reagent Discovery and Analysis of Resulting Isolates

Peptid benzeşme reaktif keşif ve elde edilen yalıtır analizi için bakteriyel ekran kütüphanelerin yarı otomatik Biopanning

Biopanning bacterial display libraries is a proven technique for peptide affinity reagent discovery for recognition of both biotic and abiotic targets. ...

Capturing the Interaction Kinetics of an Ion Channel Protein with Small Molecules by the Bio-layer Interferometry Assay

Bir iyon kanal protein biyo-katman Interferometry tahlil tarafından küçük molekülleri ile etkileşimi Kinetik yakalama

The bio-layer interferometry (BLI) assay is a valuable tool for measuring protein-protein and protein-small molecule interactions. Here, we first describe ...

Analysis of &#946;-Amyloid-induced Abnormalities on Fibrin Clot Structure by Spectroscopy and Scanning Electron Microscopy

Analysis of ÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Â²-Amyloid-induced Abnormalities on Fibrin Clot Structure by Spectroscopy and Scanning Electron Microscopy

β-amiloid-indüklenen anormallikler Fibrin pıhtısı yapısına spektroskopisi ve elektron mikroskobu tarama Analizi

This article presents methods for generating in vitro fibrin clots and analyzing the effect of beta-amyloid (A&#946;) protein on clot formation and ...

Single-Molecule Tracking Microscopy - A Tool for Determining the Diffusive States of Cytosolic Molecules

Tek Moleküllü İzleme Mikroskobu - Sitosolik Moleküllerin Diffüz Durumlarını Belirlemede Bir Araç

Single-molecule localization microscopy probes the position and motions of individual molecules in living cells with tens of nanometer spatial and ...

Preparing Lamellae from Vitreous Biological Samples Using a Dual-Beam Scanning Electron Microscope for Cryo-Electron Tomography

Kriyo-Elektron Tomografisi için Çift Işınlı Taramalı Elektron Mikroskobu Kullanarak Vitreus Biyolojik Numunelerinden Lamel Hazırlanması

Presented here is a protocol for preparing cryo-lamellae from plunge-frozen grids of Plasmodium falciparum-infected&#160;human erythrocytes, which could ...

Micropatterning Transmission Electron Microscopy Grids to Direct Cell Positioning within Whole-Cell Cryo-Electron Tomography Workflows

Tüm Hücreli Kriyo-Elektron Tomografi İş Akışlarında Doğrudan Hücre Konumlandırmasına Mikropatterning İletim Elektron Mikroskopi Izgaraları

Whole-cell cryo-electron tomography (cryo-ET) is a powerful technology that is used to produce nanometer-level resolution structures of macromolecules ...

On-Chip Crystallization and Large-Scale Serial Diffraction at Room Temperature

Biochemical reactions and biological processes can be best understood by demonstrating how proteins transition among their functional states. Since ...

The Extraction of Liver Glycogen Molecules for Glycogen Structure Determination

Liver glycogen is a hyperbranched glucose polymer that is involved in the maintenance of blood sugar levels in animals. The properties of glycogen are ...