Bestimmung biomolekularer Strukturen bei Raumtemperatur mittels Röntgenkristallographie: Konzepte, Methoden und zukünftige Optimierung

Seit etwa zwei Jahrzehnten ist die Kryokristallographie die überwältigend dominierende Methode zur Bestimmung hochauflösender biomolekularer Strukturen. Konkurrenz durch Einzelpartikel-Kryo-Elektronenmikroskopie und Mikroelektronenbeugung, ein erhöhtes Interesse an funktionell relevanten Informationen, die in bei kryogenen Temperaturen bestimmten Strukturen möglicherweise fehlen oder verfälscht sind, sowie das Interesse an zeitaufgelösten Studien zur biomolekularen Reaktion auf chemische und optische Reize haben das erneute Interesse an der Datenerfassung bei Raumtemperatur und allgemein bei Temperaturen vom Glaseübergang von Protein-Lösungsmittel nahe 200 K bis ∼350 K vorangetrieben. Fischer hat kürzlich praktische Methoden zur Datenerfassung und -analyse bei Raumtemperatur überprüft (Fischer 2021, Q. Rev. Biophys. 54, e1). Hier werden die wichtigsten Vorteile und physikalischen Prinzipien sowie Methoden zur kristallographischen Datenerfassung bei nicht kryogenen Temperaturen und einige Faktoren, die für die Interpretation der resultierenden Daten relevant sind, diskutiert. Damit die Datenerfassung bei Raumtemperatur ihr Potenzial innerhalb des Werkzeugs der strukturellen Biologie ausschöpfen kann, sollten standardisierte und optimierte Methoden implementiert werden, um Kristalle, die im eigenen Labor vorbereitet wurden, zum Synchrotron zu bringen und um automatisierte Handhabung und Datenerfassung, ähnlich wie bei der Kryokristallographie, zu ermöglichen.