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A High-performance neutron diffractometer for biological crystallography (BIX-3)

生体高分子結晶構造解析用高性能中性子回折計(BIX-3)

田中 伊知朗; 栗原 和男; 茶竹 俊行; 新村 信雄

Tanaka, Ichiro; Kurihara, Kazuo; Chatake, Toshiyuki; Niimura, Nobuo

生体高分子の水素原子の位置を決定するために、生体高分子結晶構造解析用高性能中性子回折計(BIX-3)が日本原子力研究所(JAERI)JRR-3Mに建設された。これには、中性子イメージングプレートや筆者らが開発した弾性湾曲シリコンモノクロメータなどのいくつかの最新の革新的技術が採用されている。これらのおかげでこの回折計はコンパクトな垂直型配置が可能となった。タンパク質のミオグロビンやルブレドキシンからのデータ収集は約1ヶ月で、高精度に水素原子位置を同定できる1.5Å分解能のデータであった。ブラッグ反射強度を測定するために結晶ステップ走査法を採用することにより、シグナル・ノイズ比はラウエ法と比較して大変良好だった。これはBIX-3が現在、世界のタンパク質用の中性子結晶構造解析装置のなかで最良の装置の一つであることを示している。

A high performance neutron diffractometer for biological crystallography (BIX-3) has been constructed at JRR-3M in Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI) in order to determine the hydrogen positions in biological macromolecules. It uses several recent technical innovations, such as a neutron imaging plate and an elastically bent silicon monochromator developed by the authors. These have made it possible to realize a compact vertical arrangement of the diffractometer. Diffraction data have been collected from the proteins rubredoxin and myoglobin in about one month, to a resolution of 1.5 Å, good enough to identify the hydrogen atoms with high accuracy. By adopting a crystal-step scan method for measuring Bragg diffraction intensities, the signal to noise ratio was much better than that of the Laue method. This shows that BIX-3 is one of the best-performing machines for neutron protein crystallography in the world currently.

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