الدراسات الهيكلية "للجزيئات الكبيرة" في الحل باستخدام "تبعثر الأشعة السينية زاوية صغيرة"

يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال الكيمياء الحيوية مثل الحجم والشكل والتغيرات التكتكين للجزيئات الحيوية وتعقيداتها. والميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن التجارب يمكن أن تتم في ظل ظروف عازلة ذات صلة من الناحية الفسيولوجية في بيئة تكون فيها الجزيئات الحيوية مستقرة. SAXS هي تقنية مجانية للعديد من طرق البيولوجيا الحيوية والإنشائية الأخرى.

يمكن أن يساعدنا الجمع بين SAXS مع هذه الطرق في تطوير العلاجات القائمة على البنية. على الرغم من أن هذه الطريقة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة في المجمعات الجزيئية الحيوية، فإنه يمكن أيضا أن تطبق على أنظمة أخرى مثل دراسة الجسيمات النانوية وversicles تسليم المخدرات. عموما ، سوف الأفراد الجدد لهذه الطريقة النضال لأنه يبدو كعملية ساحقة ومعقدة ، للانتقال من البيانات الخام مبعثرة لهياكل منخفضة الدقة.

إن العرض التوضيحي المرئي لهذه الطريقة أمر بالغ الأهمية حيث يصعب تعلم مجموعة من البرامج المختلفة في مجال تحليل البيانات للحصول على نماذج هيكلية من البيانات الخام. هناك بعض حزم البرامج التي تكون مفيدة لتحليل البيانات SAXS. وتشمل هذه مبعثر، BioXTAS الخام وجناح ATSAS.

في هذا الفيديو، سوف نقدم لمحة عامة عن الخطوات العامة التي يجب اتخاذها عند تحليل بيانات ساكس الخام، وذلك باستخدام مجموعة برامج ATSAS. لبدء، تثبيت وتحميل مجموعة برنامج ATSAS. افتح برنامج PRIMUS/Qt ثم انتقل إلى الخيار فتح القائمة.

هنا، حدد ما يصل إلى 13 ملفات بيانات ذات أهمية. يجب أن تكون ملفات البيانات بتنسيق ASCII، حيث يكون العمود الأول هو محور المتجه s والعمود الثاني هو الكثافة. كرر هذه الخطوة للبيانات المخزن المؤقت فقط إدراج هذه البيانات في قائمة أدوات ثانية.

بعد ذلك، انتقل إلى نافذة معالجة البيانات وحدد طرح. وهذا سوف تولد المنحنى التشتت طرح، تمثل مجرد التشتت من الجزيئات الكبيرة من الفائدة. لتنفيذ تحليل Guinier، ابدأ مع منحنى مبعثر طرح المخزن المؤقت تم تحميله في PRIMUS/Qt.

انقر على دائرة نصف قطرها من Gyration ، والتي ستفتح معالج بريموس جينييه. عند هذه النقطة، سيتم عرض مؤامرة تبين السجل الطبيعي للكثافة مقابل زوايا التشتت مربعة. للحصول على نصف قطر أولي من gyration، ابحث عن إطار موجه الأوامر واستخدم الدالة Autorg.

بعد دفع Autorg، انقر فوق الحد الأعلى لأعلى واحد ثم لأسفل واحد لإجبار البرنامج على تحديث القياسات الإحصائية. بدلاً من ذلك، أدخل ملفات متعددة في وقت واحد عن طريق النقر فوق نفس المطالبة المفتوحة وتحديد أسماء ملفات بيانات متعددة عن طريق تمييزها بنفس الطريقة كما هو موضح مسبقًا. لبدء تحليل Kratky، انقر لتحديد اسم ملف البيانات.

هذا سيتم رسم البيانات في الإطار. وبعد ذلك، حدد مؤامرة. المقبل، تحت زر المؤامرة، انقر على رسم Kratky.

ونتيجة لذلك، تظهر البروتينات الزلوية ذروة GALC-ean بينما ستعرض البروتينات المتكشفة هضبة بدلاً من الذروة وتشبه مؤامرة مبالغ فيها مثل تلك الموضحة هنا. تحميل البيانات التي طرحت المخزن المؤقت لكل تركيز في PRIMUS/Qt مرة أخرى. وتحت علامة التبويب معالجة، انقر فوق مقياس وفحص كل منحنى ورقم i-scale، الذي يرتبط بالتعيينات المصنوعة من العينة الأصلية.

بعد الفحص، قم بدمج البيانات بالنقر فوق الزر دمج في إطار المعالجة. لإنشاء رسم توزيع المسافة، قم بتحميل منحنيات البيانات المدمجة إلى PRIMUS/Qt ثم انقر فوق توزيع المسافة في علامة التبويب تحليل. ضبط نطاق البيانات للبيانات المدمجة لتجنب أي ضوضاء كبيرة في نهاية ذيل البيانات الأولية.

أيضا، حذف نقاط البيانات بالقرب من beamstop في منطقة q المنخفضة عن طريق تحديد قيمة النطاق الأدنى وزيادة العدد. لتحديد Dmax، تبدأ مع مجموعة من خمسة أضعاف نصف قطر الزفير التي تم الحصول عليها من تحليل جينييه. ثم، تدريجياً تقليل هذه القيمة حتى الرسم توزيع المسافة لا فجأة إسقاط إلى الصفر على المحور y وليس له ذيل طويل قبل أن تقترب الصفر.

تحقق من أن نصف القطر التجريبي للجرة مقابل مخطط الكثافة، المشتق من تقريب Guinier ونصف قطر توزيع المسافة للزواد مقابل أرقام الكثافة متشابهة. هنا ، يتم عرض شدة الضوء المتناثرة المرسومة ضد زاوية التشتت ، مما يشير إلى جودة الجزيئات الحيوية nidogen-1 ، laminin gamma-1 ومجمعها ، وكذلك شكلها. يشير توزيع مسافة الزوج الإلكترون المحدد من بيانات التشتت إلى أن الجزيئات الحيوية لها شكل ممدود وتشير المؤامرة ال قراكي إلى أن البروتينات في حالة مطوية ، حيث تميل البيانات إلى الهضبة ، أو حتى الزيادة في نطاق Q أكبر وتفتقر إلى شكل منحنى الجرس.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن مخططات جينييه، التي تستخدم البيانات بزاوية التشتت المنخفضة، تشير إلى المنطقة الخطية لتحديد نصف قطر اللواء، الذي يظهر هنا لنيدوجين-1، ولامينين غاما-1 ومجمعها. لدراسة مجمعات البروتين البروتين، تم استخدام مونسا للحصول على بنية منخفضة الدقة لكامل عقدة النيدوجين-1 جاما-1، مما يشير إلى أن المنطقة الطرفية C فقط من كلا البروتينين تشارك في تفاعلات الوساطة في حين أن بقية المجالات متباعدة عن بعضها البعض. لا تنس أن العمل مع الإشعاع السنكروترون يمكن أن تكون خطرة للغاية والاحتياطات والسلامة المنصوص عليها في كل خط شعاع مختلفة ينبغي أن تتخذ دائما أثناء تنفيذ جمع البيانات الأولية.