Здесь описан робот подход к высокой пропускной способности кристаллизации мембранных белков в липидный мезофаз для использования в составе определения макромолекулярных использованием рентгеновской кристаллографии. Три роботы способны справиться с вязкой и липкой белка-Ладена мезофазы интегрального метода вводятся.
Структурно-функциональных исследований мембранных белков значительно выиграют от наличия доступных высоким разрешением 3-D структур типа осуществляется через макромолекулярных рентгеновской кристаллографии (MX). Важным компонентом MX является стабильное снабжение идеально дифракционного качества кристаллов. В мезо или липидные кубической фазы (LCP) методом кристаллизации мембранных белков является одним из нескольких методов, доступных для кристаллизации мембранных белков. Это делает использование бинепрерывных мезофазы, в которых растут кристаллы. В качестве метода, он имел некоторые впечатляющие успехи в последнее время и привлекла много внимания со многими исследовательскими группами в настоящее время заинтересованы в ее использовании. Одна из проблем, связанных с методом является то, что мезофазы хостинга является чрезвычайно вязкий и липкий, напоминает толстую зубную пасту. Таким образом, распределяя его вручную в воспроизводимым образом в небольших объемах в кристаллизации скважин требует умения, терпения и твердая рука. Протокол для этого дзюго, который был разработан в мембране структурных и функциональных биологии (MS & FB) Группа 1-3. Юпитер статьи видео с описанием способа доступны 1,4.
Руководство подход к созданию в мезо испытаний имеет явные преимущества по специальности приложений, таких как оптимизация кристалла и производных. Она тем не менее страдают от того, низкий метод пропускную способность. Здесь мы демонстрируем протокол для проведения испытаний в мезо кристаллизации робота. Робот предлагает преимущества скорость, точность, миниатюризация и быть в состоянии работать непрерывно в течение длительного времени, при каких можно было бы рассматривать как враждебные условия, такие как в темноте, в восстановительной атмосфере или при низких или высоких температурах. В мезо-робот, при правильном использовании, может значительно улучшить производительность мембранной структуры и функции белка исследований, способствуя кристаллизации, которая является одним из самых медленных шагов вобщий трубопровод определения структуры.
В этом видео статье мы покажем, использование трех коммерчески доступных роботов, которые могут обойтись вязким и липким мезофазы неотъемлемой В кристаллогенезиса мезо. Первый робот был разработан в MS & FB Группа 5,6. Два других недавно стали доступны и включены здесь для полноты.
Обзор протокола описаны в этой статье представлен на рисунке 1. Все манипуляции проводились при комнатной температуре (~ 20 ° C) в условиях окружающей среды.
В этом видео статье мы показали, как использовать робота для автоматической настройки в испытаниях мезо кристаллизации в 96-и трехслойных пластин стекла используя белок-липидных Ладена мезофазы. Роботы используются в этой работе были специально разработаны, чтобы включить положительные стеклянный шприц смещения для точного и воспроизводимого доставки nanoliter объемы вязкой и липкой мезофазы, как первоначально описал 7.
Точность и плавность важных особенностей роботов. Однако, эти характеристики только так хорошо, как степень и регулярность которых робот результаты оцениваются и калибровка. Само собой разумеется, что производительность робота должна быть оценена в то время как отдельные пластины создаются. Это не соответствующих предположить, что робот будет работать безупречно и оставить роботу без присмотра. Внимательны и наблюдательны оператора должна быть в посition отметить, звуком или внешний вид, когда что-то не работает должным образом, и чтобы исправить это немедленно. Кроме того, каждая пластина должна быть тщательно проверены глаза на однородность и содержание, как только пластина запечатаны и до его убрать для кристаллизации испытаний. Это должно всего лишь несколько секунд, чтобы выполнить и может быть сделано в то время как следующая пластинка загружается. Заметив, например, что особенно скважины не правильно заполнены может подчеркнуть тот факт, что определенные осадителя выдачи наконечником неисправной. Если доставка мезофазы видно, чтобы быть нерегулярными, соответствующих неисправных элементов должна быть немедленно исправлена. Отметив эти вопросы и сделать соответствующие корректировки в настройки позволит сэкономить время и материалы, в том числе ценных липидов и мембранных белков. Если тепловизор используется для отслеживания роста кристаллов, достоверность и точность можно также наблюдать во время съемки. Например, систематические проблемы с падением или болюсногоРасположение тепловизор показывает, что что-то не так, и что корректирующие действия где-то выше по течению в протокол не требуется.
В интересах надежной работы поэтому робот должен быть откалиброван на регулярной основе и по мере необходимости. Калибровка должна включать в себя объем осадка и мезофазы доставлен, а также болюса и осадителя размещения в скважине. Очевидно, по мере возможности калибровки должно быть сделано с помощью объемов и материалов, аналогичных тем, которые будут использованы в исследованиях, проведенных в период, охваченный осуществление контроля качества.
Как важно, как калибровка так тоже имея в наличии достаточный запас робота частей и расходных материалов. Катастрофическое и неожиданные сбои, завалов и аварий может и действительно происходят. В таком случае, располагая замены осадителя чаевые доставки, например, может означать, что чрезвычайно ценный препарат мембранного белка используется как следует ине зря.
Некоторые из преимуществ робота включают тот факт, что он будет работать непрерывно и по существу, что он не страдает от или "жалуются на" усталость. Робот также может быть использован в условиях, которые не считают человека с детьми, например, в темноте, под контролем освещения и условиями окружающей среды, и при экстремальных температурах. Роботы продемонстрировали в этой статье, были использованы в условиях окружающей среды при ~ 20 ° C. Однако, есть белки и проектов, которые требуют не-температура окружающей среды, контролируемых света 11,12 и окислительной или восстановительной среде 13. Все они могут быть обслужены, с относительной легкостью, при кристаллизации робота используется.
В более раннем Юпитера видео статье мы показали, как кристаллизация испытаний по методу В мезо созданы вручную 1. Минимальный объем мезофазы, что можно обойтись без надежной рукой ограничено бУ остроты зрения и устойчивым беспристрастности человека создании испытаний. По нашему опыту, объемы мезофазы столь же низко как 100 нл легко обрабатывается. Мы знаем, что одной лаборатории, где по умолчанию количество, выданное вручную составляет около 40 нл. Тем не менее, значительно меньших объемах можно с помощью робота. Отдельно, мы показали, что объемы мезофазы как низко как 550 пиколитра можно обойтись робота 14. С этой работы стало ясно, что дальнейшая миниатюризация роботом можно, которые, если реализуется, приведет к значительному сокращению количества полноценного белка мембраны, необходимых для осуществления кристаллизации суда.
В этом видео статье, три коммерчески доступные роботы были использованы для демонстрации высокой пропускной способности мембранных белков кристаллизации использованием липидных мезофаз. Первая из них была разработана в MS & FB группы основаны на нашем опыте создания испытания вручную, как описано в Юпитеру 1712 1. Это инструментния у нас есть самое знакомство с и большую часть текущего статья посвящена его использования. Два других роботов были на демонстрации в MS & FB группы в то время, статья была написана и соответствующие кадры включены в интересах полноты. Все три роботы используют почти так же мезофазы выдачи системы, существенной особенностью которой является положительным стеклянный шприц смещением 5,7. Они отличаются наиболее значительно в связи с осадителя доставки. Роботы 1 и 2 может обойтись осадителя одновременно в 8 скважин, одна колонка кристаллизации пластин одновременно. В отличие от Robot 3 распределяет все 96 осадителя решения в одном действии. Робот 2 является единственным инструментом, с одноразовыми осадителя выдачи советов. Есть плюсы и минусы, связанные с различными инструментами, которые зависят от конкретного применения, они не будут разработаны здесь. Достаточно сказать, что все три работы и дали кристаллы меняmbrane белков в методе мезо.
Следующим шагом в общем процессе определения структуры по кристаллографии макромолекул являются сбор и крио-прохладный кристаллов из пластин создан как описано в этой статье и видео для записи и обработки рентгеновской дифракции от них. Эти темы рассматриваются в отдельном Юпитер статьи этой серии 1,15.
The authors have nothing to disclose.
Есть многие, кто вклад в эту работу, и большинство из мембраны Структурно-функциональная группа биологии, как прошлых, так и нынешних членов. Чтобы все мы выражаем нашу искреннюю благодарность и признательность. Эта работа была частично поддержана грантами Научный фонд Ирландии (07/IN.1/B1836), Национального института здоровья (GM75915, P50GM073210 и U54GM094599), и FP7 COST Action CM0902.
Name of reagent | Company | Catalogue number | Components |
Brayer (roller) | Fisher Scientific | 50820937 | Tool |
Gas-tight syringes | Hamilton | 81030 | Tool |
Glass coverslips | Marienfeld | 01029990911 | Disposable |
Glass plates | Marienfeld | 1527127092 | Disposable |
Gryphon LCP Robot | Art Robbins | NA | Tool |
In meso robot | Anachem/Gilson | NA | Tool |
Lab notebook | Various | NA | Tool |
Mosquito LCP Robot | TTP Labtech | NA | Tool |
Perforated double-stick spacer tape | Saunders Corporation (hole-punched) | customized | Disposable |
Precipitant solutions | Various | Various | Reagent |
Purified water | Millipore | NA | Reagent |
Rain-X | Shell Car Care | 80199200 | Reagent |
Syringe tips | Hamilton | 7770-020 (gauge 22) | Tool |
Tissues | Various | Various | Disposable |
Water bottle | various | NA | Reagent |