文献速递 | 成功解析DNA微晶结构，MicroED技术应用拓展新领域！

2023年8月3日，《STRUCTURE》上刊登文章，首次使用MicroED技术解析出DNA晶体的结构。该篇文章由亚利桑那州立大学Alison Haymaker为第一作者，Brent L. Nannenga为通讯作者。

研究表明MicroED可以作为核酸结构分析的一种有价值的工具。当在针对核酸的研究中存在晶体生长困难的情况时，使用MicroED对微晶样品解析也能够得到有价值的结构信息。MicroED技术对DNA和RNA样本的进一步研究可能会对这些生物分子的结构特征产生重要的见解。

确定核酸的结构是理解生物大分子的结构与功能的关系中非常重要的手段。此前，研究 DNA 结构、RNA 结构和 DNA 纳米技术设计系统通常使用X 射线晶体学的方法。然而，这种方法通常需要大型、有序的晶体来收集高分辨率数据。

微晶电子衍射 (MicroED) 冷冻电子显微镜技术就是为了研究非常小的微晶结构而开发的。电子与物质的相互作用更强，对样品的损害相对较低。它可以从比传统 X 射线晶体学所需的小得多的晶体中收集高分辨率衍射数据。

选择了三块尺寸约为 30 x 15 x 10 微米的晶体进行 FIB 切割，得到薄层厚度约为 250 nm的晶体薄片。来自三个薄片的数据集被合并，产生了 1.10 Å分辨率的数据集，与之前PDB 中对d(CGCGCG)₂ 晶体的研究十分一致。

来自三个薄片的数据集被合并，产生了 1.10 Å 分辨率的数据集，完整性为 98.9%。空间群为 P 21 21 21，晶胞参数为 18.28、32.00 和 41.67Å，与之前对 PDB 中发现的 d(CGCGCG)₂ 晶体的研究非常一致。分子置换为用于对数据进行定相，采用 3P4J 搜索模型，然后使用电子散射因子细化结构。

d(CGCGCG)₂ DNA双链体的最终结构。包括一个精胺分子和33个水分子，在1.10 Å下测定，总Rwork/Rfree为20.98/22.57。六聚体双链体沿c轴堆叠，而a轴的长度对应于螺旋的直径。值得注意的是，该结构表现出链A第三残基的磷酸盐主链的替代构象，这表明在其他刚性结构中这一点上具有一定的灵活性。发现d(CGCGCG)₂的MicroED结构与先前对该目标的研究吻合较好，并且得到的具有高质量的潜在图谱。

什么是MicroED？/为什么MicroED可以解析纳米尺寸晶体？

MicroED技术(又称为微晶电子衍射/三维电子衍射) 是一种新的基于电镜解析晶体结构的技术。其原理与X射线衍射类似，但入射光束为高能电子，由于波长更短而与晶体作用更强，因此仅需少量微纳尺寸的晶体即可快速获得电子衍射数据。

MicroED的优势是什么？

微纳米尺寸晶体

相比于传统的X射线衍射，MicroED所需的晶体尺寸非常小，大于100纳米的晶体即可在电镜下获得衍射数据。针对生长大单晶困难的样品优势明显。

节约晶体筛选优化时间

青云瑞晶自开发了电子衍射数据收集自研软件、结构解析数据整合自研软件，可短时间内收集多套高质量衍射数据，并完成结构解析。仅需3-7天。

蛋白分子量范围广

无需考虑蛋白分子量大小，对任何可结晶蛋白都适用。

分辨率高

最高分辨率 < 3 Å。

MicroED的适用范围

靶点蛋白、药物分子-靶点蛋白、PROTAC、催化用酶、抗原抗体复合物

小分子药物、天然产物、共晶复合药物、PROTAC、多肽药物

MOF、COF、Zeolite、有机分子、无机材料

青云瑞晶是一家基于结构解析领域最新技术——MicroED（微晶电子衍射），在结构生物学、药物固态研究、新材料结构解析等业务方面提供CRO研发服务，赋能药物发现的新型高科技企业。

公司拥有蛋白表达纯化实验室、药物固态表征实验室及全球唯一的高通量MicroED结构解析测试平台，配备专业的设备以及经验丰富的硕博研究团队，以负责的态度和灵活的服务模式，提供高效高质量的结构生物学及药物固态研究一站式服务。