Für viele Makromolekülen unter Verwendung von Chromatographie eine abschließende Reinigungsschritt erforderlich ist, bevor zu SAXS Datensammlung eine gute Qualität Datensatz zu erhalten. Allerdings sind nicht alle Proben stabil bleiben; sie können zur Aggregation oder Wieder Äquilibrierung zu einer Mischung aus Oligomerisierung Zustände anfällig. Daher wird eine endgültige Online-Reinigungsschritt auf der Strahllinie erforderlich, um die Zeit zwischen Reinigung und Datenerfassung zu minimieren, um die beste Qualität SAXS Daten zu erhalten. In Abhängigkeit von den biophysikalischen Eigenschaften des Proteins von Interesse, SEC-SAXS oder IEC-SAXS könnte optimale Probenqualität zu erhalten gewählt werden. Hier auf einem Proteinkonstrukt abgeleitet von der Helikase / Primase D5 werden beide Techniken erläutert und diskutiert.
Erwerb von SEC-SAXS-Daten werden immer mehr standardisiert werden und ist auf vielen BioSAXS Strahlrohre. Die Datenanalyse, insbesondere Untergrundsubtraktion, ist relativ einfach und leicht. Jedoch ist ein stabiles Puffersignalund die ausreichende Trennung der makromolekularen Spezies bleibt unerlässlich. Daher ist es wichtig, genug Zeit zu reservieren, die Säule gründlich zu äquilibrieren. Versagen dieser Methode kann wegen persistent Verunreinigungen von ähnlicher Größe zu dem Protein von Interesse, niedrigen Konzentrationen und strahlungsempfindlichen Puffer sein.
In der Praxis wird zunächst ist SEC-SAXS wahrscheinlich als die Methode der Wahl für die meisten hochmolekularen Proben verwendet werden. viele Reinigungsprotokolle erfordern eine vorherige IEC Schritt aufgrund des Vorhandenseins von Verunreinigungen oder Aggregation noch. Da jede Konzentration und Chromatographie-Schritt mit Verlusten von Probe (schätzungsweise 30-50%) zugeordnet ist, und die Zeit ist auch eine direkte IEC-SAXS vorteilhaft. Bei Proben, die nicht durch SEC gereinigt werden, sei es aufgrund der Anwesenheit von ähnlicher Größe "Verunreinigungen" oder weil sie bei den erforderlichen Konzentrationen stark Aggregat, IEC-SAXS würde die besser geeigneten Ansatz immer sein. Auch die höheren Strömungsraten unterstütztdurch viele können IEC Spalten helfen, die Laufzeit zwischen Reinigung und Messung zu reduzieren. In dem hier vorgestellten Beispiel wurde IEC mit einer Stufe Elution verwendet, die durch sorgfältige Auswahl der Salzkonzentration Schritte zur Trennung der Nähe Peaks von D5 323-785 von Verunreinigungen ermöglicht. Im Prinzip ist die Anzahl der Schritte unbegrenzt, praktisch aber mindestens 1 pro Schritt peak erforderlich ist, und nicht zu viele gewählt werden sollte. Für den Hintergrund Subtraktionsverfahren oben beschrieben, ist es wichtig, eine relativ hohe Anzahl von verschiedenen Pufferzusammensetzungen zu messen, um die Anpassung zu finden.
Ein gemeinsamer Nachteil beider Techniken ist der Mangel an präzisen Proteinkonzentration Informationen. Aus diesem Grund, und zwar auf Vorwärtsstreuung basierend Massenbestimmung ist nicht möglich. Für globuläre Proteine wie D5 323-785, bietet das Porod Volumen eine Alternative, wenn auch weniger präzise, Massenschätzung, sondern auch für hochflexible oder ungeordnete ProteineDieser Ansatz wäre, nicht gültig sein.
Eine Variante der stufenweisen Gradienten IEC-SAXS hier vorgestellten Verfahren ist die Verwendung eines linearen Gradienten statt. Während es möglich ist, mit so vielen Schritten zu arbeiten, wie gewünscht Teilspitzen unter Verwendung eines stufenweisen Elution, in dem linearen Gradienten Ansatz zu isolieren, ist es erforderlich, die Steigung Bedingungen sorgfältig zu optimieren, um die Spitzen vollständig zu trennen, bevor die SAXS Start Experiment. Hintergrund Subtraktion in diesem Ansatz könnte rahmenweise getan werden, und konnte durch den Vergleich der einzelnen Frames überprüft werden, aber es erfordert erweiterte Datenverarbeitung und eine spezielle Software noch nicht existiert.
Die Wahl einer geeigneten Säule ist für beide Techniken kritisch, da sie die Trennung der makromolekularen Spezies bestimmt. Größenausschluss-Säulen unterscheiden sich in der Belastbarkeit, dem Größenbereich von trennbaren Makromoleküle und Auflösung, während Ionenaustauschsäulen in der Art variieren und die Dichteihrer immobilisiert Ladungen.
Während die hier vorgestellten Protokoll zur ESRF beamline BM29, Anpassung an andere SAXS-Strahllinie spezifisch ist im Prinzip einfach. Die wichtigsten Anforderungen sind eine ausreichend hohe Röntgenfluss und einem geeigneten Detektor (idealerweise Einzelphotonenzählung), vernünftigen Signal-zu-Rausch-Daten im Bereich von Sekunden zu erwerben oder weniger und eine Online-Flüssigkeits-Chromatographie System in der Lage zu schaffen Steigungen. Die genaue Umsetzung wäre natürlich, abhängig von der lokalen Umgebung-Strahlrohr.
Die erhaltenen Ergebnisse auf D5 323-785 die beiden Methoden unterscheiden sich geringfügig. Der Gyrationsradius ist etwas kleiner für die IEC-Daten als für die SEC-Daten und der lokalen Minima der Streukurve sind etwas größere Streuvektoren verschoben. Das bedeutet , dass die D5 323-785 gemessen mit IEC-SAXS ist etwas kompakter als die D5 323-785 gemessen mit SEC-SAXS. Dies könnte be aufgrund der Unterschiede in der Probenvorbereitung, in der Zeit zwischen Reinigung und Messung (IEC ist schneller) oder, weniger wahrscheinlich auf eine Verunreinigung in dem SEC-gereinigte Probe. Die Perle Modelle völlig unabhängig mit beiden Verfahren erhalten werden , sind vergleichbar (Abbildung 1H). D5 323-785 zeigt die erwartete hohle, hexameren Struktur 18.
Abschließend sind online Ionenaustausch- und Online - Grßenausschlußchromatographie wichtige biochemische Reinigungsverfahren , die direkt mit SAXS 6,7,9-12,25,26 koppelbar ist. Der Hintergrund Subtraktion von IEC-SAXS-Daten ist etwas schwieriger und zweideutig als für SEC-SAXS, aber es ist trotzdem möglich. In Abhängigkeit von den biophysikalischen Eigenschaften des Proteins von Interesse, sowohl SEC und IEC-SAXS ermöglichen die Optimierung der Spezies Trennung mit inhärenten Vorteile. Vorausgesetzt, dass die Validierungsschritte (wie beschrieben) sind wit korrekt beobachtet, können die resultierenden Daten analysiert werden,h Vertrauen und Modelle können mit den Standard-Tools zur Verfügung innerhalb der Gemeinschaft festgelegt werden. Zusammen ermöglichen die beiden Techniken Online-Trennung für eine breite Palette von biologischen Makromolekülen, wodurch man die Daten nicht zugänglich über Standard-statische Messungen.