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単分子X線回折像からの立体構造構築法の開発

Development of a computational method for single-molecule X-ray structure determination

徳久 淳師; 石田 恒; 松本 淳; 河野 秀俊; 郷 信広

Tokuhisa, Atsushi; Ishida, Hisashi; Matsumoto, Atsushi; Kono, Hidetoshi; Go, Nobuhiro

これまでの構造解析は、ブラッグの散乱条件を用いた結晶構造解析が大部分を占め、構造を決定するには試料の結晶化が必要不可欠であった。しかし結晶化ができる生体高分子はごく一部である。このような背景のもと、X線自由電子レーザーを用いた、非結晶状態での生体高分子の立体構造決定法に大きな期待が寄せられている。本研究では計算科学的手法により、単分子X線構造解析の実現に向け、生体高分子の回転の影響及び、構造揺らぎの影響がスペックル散乱パターンに与える擾乱の程度を評価し、散乱パターンの分類法、及び立体構造構築法を確立することを目的とする。本年会では、単分子X線散乱データからの立体構造構築法の概要について報告する予定である。

In the present, the determination of biomolecular structures is mainly on the basis of the Braggs law, where the crystallization of the sample is inevitable. However, only a part of biomolecules can be crystallized. A promising 3D structure determination method without crystallization is proposed just using single-molecule sample with X-ray free electron lasers which are under construction in Europe, USA and Japan. Our final goal is to develop computational method for single-molecule X-ray structure determination. At this meeting, I will report on the outline of our method to construct a 3D structure from the speckle patterns, considering the molecular orientation and the influence of thermal fluctuation.

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