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クライオ生体結晶学は、極低温での生物学的高分子への結晶学の応用です。
基本原則
クライオ結晶学では、通常 100 K の極低温で X 線データを収集できます。
- 結晶は、それが成長した溶液（母液と呼ばれる）から、氷の形成を防ぐための凍結防止剤を含む溶液に移されます。
- 結晶は、（毛細管ではなく）ガラスファイバーに取り付けられます。
- 結晶は液体窒素に直接浸して冷却し、その後極低温の流れの中に置きます。
- 極低温冷却された高分子結晶は、室温に比べて放射線による損傷が 70 倍以上減少します。
利点
- データ収集の解像度が大幅に向上
- 結晶の放射線損傷を軽減または除去
有用性と応用
大きな生物学的高分子の結晶構造解析は、その溶液状態を維持したまま行うことができます。最もよく知られている例はリボソームです。[1] 現在、世界中のすべてのシンクロトロンで、タンパク質結晶構造解析に液体窒素クライオ冷却が使用されています。クライオ温度では放射線による損傷が 70 倍以上減少します。最近のレビュー論文では、シンクロトロンでの高分子結晶の放射線による損傷の低減の開発について説明し、タンパク質データバンクに保管されているすべての構造の 90% 以上が、その決定にクライオ冷却を使用していることを説明しています。
2020 Haas, DJ. 高分子結晶学のためのクライオ冷却の初期の歴史 (2020) IUCrJ (2020). 7, 148–157. https://journals.iucr.org/m/issues/2020/02/00/be5283/be5283.pdf 1970 Haas, DJ、およびRossmann, MG
-75℃における乳酸脱水素酵素の結晶学的研究。Acta Crystallogr. (1970)、B26、998。