Megahertz serial crystallography
Journal article, 2018

The new European X-ray Free-Electron Laser is the first X-ray free-electron laser capable of delivering X-ray pulses with a megahertz inter-pulse spacing, more than four orders of magnitude higher than previously possible. However, to date, it has been unclear whether it would indeed be possible to measure high-quality diffraction data at megahertz pulse repetition rates. Here, we show that high-quality structures can indeed be obtained using currently available operating conditions at the European XFEL. We present two complete data sets, one from the well-known model system lysozyme and the other from a so far unknown complex of a β-lactamase from K. pneumoniae involved in antibiotic resistance. This result opens up megahertz serial femtosecond crystallography (SFX) as a tool for reliable structure determination, substrate screening and the efficient measurement of the evolution and dynamics of molecular structures using megahertz repetition rate pulses available at this new class of X-ray laser source.

Author

Max O. Wiedorn

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

D. Oberthür

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Richard Bean

European XFEL

Robin Schubert

Universität Hamburg

Nadine Werner

Universität Hamburg

Brian Abbey

La Trobe University

Martin Aepfelbacher

Universitatsklinikum Hamburg-Eppendorf und Medizinische Fakultat

Luigi Adriano

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Aschkan Allahgholi

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Nasser Al-Qudami

European XFEL

Jakob Andreasson

Chalmers, Physics, Condensed Matter Physics

Uppsala University

Steve Aplin

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Salah Awel

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Kartik Ayyer

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Saša Bajt

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Imrich Barák

Slovak Academy of Sciences

Sadia Bari

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Johan Bielecki

European XFEL

Sabine Botha

Universität Hamburg

Djelloul Boukhelef

European XFEL

Wolfgang Brehm

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Sandor Brockhauser

European XFEL

Igor Cheviakov

Universitatsklinikum Hamburg-Eppendorf und Medizinische Fakultat

Matthew A. Coleman

Lawrence Livermore National Laboratory

Francisco Cruz-Mazo

University of Seville

Cyril Danilevski

European XFEL

Connie Darmanin

La Trobe University

R. Bruce Doak

Max Planck Institute

Martin Domaracky

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Katerina Dörner

European XFEL

Yang Du

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Hans Fangohr

European XFEL

Holger Fleckenstein

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Matthias Frank

Lawrence Livermore National Laboratory

Petra Fromme

Arizona State University

Alfonso M. Gañán-Calvo

University of Seville

Yaroslav Gevorkov

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Klaus Giewekemeyer

European XFEL

Helen Mary Ginn

Division of Structural Biology

Heinz Graafsma

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Rita Graceffa

European XFEL

Dominic Greiffenberg

Paul Scherrer Institut

Lars Gumprecht

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Peter Göttlicher

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Janos Hajdu

Uppsala University

Steffen Hauf

European XFEL

Michael Heymann

Max Planck Institute

Susannah Holmes

La Trobe University

Daniel A. Horke

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Mark S. Hunter

Stanford University

Siegfried Imlau

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Alexander Kaukher

European XFEL

Yoonhee Kim

European XFEL

Alexander Klyuev

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Juraj Knoška

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Bostjan Kobe

University of Queensland

Manuela Kuhn

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Christopher Kupitz

University of Wisconsin-Milwaukee

Jochen Küpper

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Janine Mia Lahey-Rudolph

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Torsten Laurus

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Karoline Le Cong

Universität Hamburg

Romain Letrun

European XFEL

P. Lourdu Xavier

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Luis Maia

European XFEL

Filipe R.N.C. Maia

Uppsala University

Valerio Mariani

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Marc Messerschmidt

European XFEL

Markus Metz

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Davide Mezza

Paul Scherrer Institut

Thomas Michelat

European XFEL

Grant Mills

European XFEL

Diana C.F. Monteiro

Universität Hamburg

Andrew Morgan

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Kerstin Mühlig

Uppsala University

Anna Munke

Uppsala University

Astrid Münnich

European XFEL

Julia Nette

Universität Hamburg

Keith A. Nugent

La Trobe University

Theresa Nuguid

Universität Hamburg

Allen M. Orville

University of Oxford

Suraj Pandey

University of Wisconsin-Milwaukee

Gisel Pena

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Pablo Villanueva-Perez

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Jennifer Poehlsen

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Gianpietro Previtali

European XFEL

Lars Redecke

Universitatsklinikum Hamburg-Eppendorf und Medizinische Fakultat

Winnie Maria Riekehr

Universitaet Zu Lübeck

Holger Rohde

Universitatsklinikum Hamburg-Eppendorf und Medizinische Fakultat

Adam Round

European XFEL

Tatiana Safenreiter

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Iosifina Sarrou

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Tokushi Sato

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Marius Schmidt

University of Wisconsin-Milwaukee

Bernd Schmitt

Paul Scherrer Institut

Robert Schönherr

Universitaet Zu Lübeck

Joachim Schulz

European XFEL

Jonas A. Sellberg

AlbaNova University Center

Marvin Seibert

Uppsala University

Carolin Seuring

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Megan L. Shelby

Lawrence Livermore National Laboratory

Robert L. Shoeman

Max Planck Institute

Marcin Sikorski

European XFEL

Alessandro Silenzi

European XFEL

Claudiu A. Stan

Rutgers University Newark

Xintian Shi

Paul Scherrer Institut

Stephan Stern

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Jola Sztuk-Dambietz

European XFEL

Janusz Szuba

European XFEL

Aleksandra Tolstikova

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Martin Trebbin

Universität Hamburg

Ulrich Trunk

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Patrik Vagovic

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Thomas Ve

Griffith University

Britta Weinhausen

European XFEL

Thomas A. White

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Krzysztof Wrona

European XFEL

Chen Xu

European XFEL

Oleksandr Yefanov

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Nadia Zatsepin

Arizona State University

Jiaguo Zhang

Paul Scherrer Institut

Markus Perbandt

Universität Hamburg

Adrian P. Mancuso

European XFEL

C. Betzel

Universität Hamburg

H. N. Chapman

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Anton Barty

Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)

Nature Communications

2041-1723 (ISSN)

Vol. 9 1 4025

Subject Categories

Inorganic Chemistry

Atom and Molecular Physics and Optics

Other Physics Topics

DOI

10.1038/s41467-018-06156-7

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Latest update

4/10/2019