困難な標的タンパク質を結晶学的解析に適したサンプルに導く現在の枢要な戦略

Current pivotal strategies leading a difficult target protein to a sample suitable for crystallographic analysis.

• Atsuko Yamashita

抄録

結晶構造解析は、タンパク質の構造決定に欠かせない手法です。しかし、目的のタンパク質の結晶化は、解析の中で最も困難なプロセスである。発現や精製を含むサンプル調製の過程で、このプロセスが妨げられることが多い。また、サンプルを精製した後でも、すべての候補タンパク質が結晶化するわけではありません。本ミニレビューでは、タンパク質の結晶化の際に遭遇する障害を克服するために用いられている現在の方法論を整理した。具体的には、様々な発現宿主やコンストラクト、精製・結晶化条件、標的特異的バインダータンパク質としての結晶化シャペロンを結晶化前スクリーニングで評価するパイプラインと、効果的な結晶化のための戦略を比較しています。これらの方法論はまた、プロセスを改善するために継続的に開発されている。記載されている方法は、結晶学的解析および低温電子顕微鏡などの他の構造決定技術におけるサンプル調製に有用である。

Crystallographic structural analysis is an essential method for the determination of protein structure. However, crystallization of a protein of interest is the most difficult process in the analysis. The process is often hampered during the sample preparation, including expression and purification. Even after a sample has been purified, not all candidate proteins crystallize. In this mini-review, the current methodologies used to overcome obstacles encountered during protein crystallization are sorted. Specifically, the strategy for an effective crystallization is compared with a pipeline where various expression hosts and constructs, purification and crystallization conditions, and crystallization chaperones as target-specific binder proteins are assessed by a precrystallization screening. These methodologies are also developed continuously to improve the process. The described methods are useful for sample preparation in crystallographic analysis and other structure determination techniques, such as cryo-electron microscopy.

© 2020 The Author(s). Published by Portland Press Limited on behalf of the Biochemical Society.