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Data- and diversity-driven development of a Shotgun crystallization screen using the Protein Data Bank
Acta Crystallographica Section D ( IF 2.6 ) Pub Date : 2021-11-02 , DOI: 10.1107/s2059798321009724 Gabriel Abrahams 1 , Janet Newman 1
Acta Crystallographica Section D ( IF 2.6 ) Pub Date : 2021-11-02 , DOI: 10.1107/s2059798321009724 Gabriel Abrahams 1 , Janet Newman 1
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Protein crystallization has for decades been a critical and restrictive step in macromolecular structure determination via X-ray diffraction. Crystallization typically involves a multi-stage exploration of the available chemical space, beginning with an initial sampling (screening) followed by iterative refinement (optimization). Effective screening is important for reducing the number of optimization rounds required, reducing the cost and time required to determine a structure. Here, an initial screen (Shotgun II) derived from analysis of the up-to-date Protein Data Bank (PDB) is proposed and compared with the previously derived (2014) Shotgun I screen. In an update to that analysis, it is clarified that the Shotgun approach entails finding the crystallization conditions that cover the most diverse space of proteins by sequence found in the PDB, which can be mapped to the well known maximum coverage problem in computer science. With this realization, it was possible to apply a more effective algorithm for selecting conditions. In-house data demonstrate that compared with alternatives, the Shotgun I screen has been remarkably successful over the seven years that it has been in use, indicating that Shotgun II is also likely to be a highly effective screen.
中文翻译：
使用蛋白质数据库的 Shotgun 结晶筛选的数据和多样性驱动开发
几十年来，蛋白质结晶一直是通过 X 射线衍射确定大分子结构的关键和限制性步骤。结晶通常涉及对可用化学空间的多阶段探索，从初始采样（筛选）开始，然后是迭代细化（优化）。有效的筛选对于减少所需的优化轮数、降低确定结构所需的成本和时间非常重要。在这里，提出了一个源自对最新蛋白质数据库 (PDB) 的分析的初始筛选 (Shotgun II)，并与之前派生的 (2014) Shotgun I 筛选进行了比较。在对该分析的更新中，澄清了 Shotgun 方法需要通过 PDB 中发现的序列找到覆盖最多样化蛋白质空间的结晶条件，这可以映射到计算机科学中众所周知的最大覆盖问题。有了这种认识，就有可能应用更有效的算法来选择条件。内部数据表明，与替代品相比，Shotgun I 屏幕在其使用的七年中非常成功，这表明 Shotgun II 也可能是一个高效的屏幕。
更新日期：2021-11-03
中文翻译：
使用蛋白质数据库的 Shotgun 结晶筛选的数据和多样性驱动开发
几十年来，蛋白质结晶一直是通过 X 射线衍射确定大分子结构的关键和限制性步骤。结晶通常涉及对可用化学空间的多阶段探索，从初始采样（筛选）开始，然后是迭代细化（优化）。有效的筛选对于减少所需的优化轮数、降低确定结构所需的成本和时间非常重要。在这里，提出了一个源自对最新蛋白质数据库 (PDB) 的分析的初始筛选 (Shotgun II)，并与之前派生的 (2014) Shotgun I 筛选进行了比较。在对该分析的更新中，澄清了 Shotgun 方法需要通过 PDB 中发现的序列找到覆盖最多样化蛋白质空间的结晶条件，这可以映射到计算机科学中众所周知的最大覆盖问题。有了这种认识，就有可能应用更有效的算法来选择条件。内部数据表明，与替代品相比，Shotgun I 屏幕在其使用的七年中非常成功，这表明 Shotgun II 也可能是一个高效的屏幕。
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