לימודי המבנית של מקרומולקולות בפתרון באמצעות פיזור קרני רנטגן זווית קטנה

שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הביוכימיה כגון גודל, צורה ושינויים קונפורמיים של ביומולקולות והמתחמים שלהן. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שניתן לבצע ניסויים בתנאי חיץ רלוונטיים מבחינה פיזיולוגית בסביבה שבה הביומולקולים יציבים. SAXS היא טכניקה משלימה לשיטות ביולוגיות ביופיזיות ומבניות רבות אחרות.

שילוב SAXS עם שיטות אלה יכול לעזור לנו בפיתוח טיפולים מבוססי מבנה. למרות שיטה זו יכולה לספק תובנה לתוך קומפלקסים ביומולקולריים, זה יכול להיות מיושם גם על מערכות אחרות כגון לימוד חלקיקים ו versicles משלוח סמים. בדרך כלל, אנשים חדשים בשיטה זו יתקשו כי זה נראה כמו תהליך מכריע ומורכב, לעבור מנתונים פיזור גלם למבנים ברזולוציה נמוכה.

הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית כמו הצינור של ניתוח נתונים כדי להשיג מודלים מבניים מנתונים גולמיים קשה ללמוד כי זה כרוך בשימוש בחבילות רבות ושונות של תוכנה. קיימות מספר חבילות תוכנה שימושיות לניתוח נתוני SAXS. אלה כוללים פיזור, BioXTAS RAW וסוויטת ATSAS.

בסרטון וידאו זה, אנו נספק סקירה כללית של הצעדים הכלליים שיש לנקוט בעת ניתוח נתוני SAXS גולמיים, באמצעות חבילת התכנתים ATSAS. כדי להתחיל, התקן וטען את חבילת התכנתים של ATSAS. פתחו את תוכנית PRIMUS/Qt והלכו לאפשרות 'תפריט פתוח'.

כאן, בחר עד 13 קבצי נתונים מעניינים. קבצי הנתונים חייבים להיות בתבנית ASCII, שבה העמודה הראשונה היא הציר הווקטורי והעמודה השניה היא העוצמה. חזור על שלב זה עבור נתוני המאגר בלבד, תוך הוספת נתונים אלה לתפריט כלים שני.

לאחר מכן, נווט אל החלון עיבוד נתונים ובחר הפחת. פעולה זו תיצור עקומת פיזור מופחתת, המייצגת רק את ההתפזרות מהמאקרומולקול של העניין. לביצוע ניתוח Guinier, התחילו בעקומת פיזור מופחתת של מאגר שנטענה ל-PRIMUS/Qt.

לאחר מכן לחץ על רדיוס של Gyration, אשר יפתח את אשף פרימוס Guinier. בשלב זה תוצג עלילה המציגה את היומן הטבעי של העוצמה לעומת זוויות פיזור בריבוע. כדי לקבל רדיוס ראשוני של gyration, אתר את חלון שורת הפקודה ולהשתמש בפונקציה Autorg.

לאחר דחיפת Autorg, לחץ על הגבול העליון למעלה, ולאחר מכן למטה אחד כדי לאלץ את התוכנית לעדכן את המידות הסטטיסטיות. לחלופין, הזן קבצים מרובים בו-זמנית על-ידי לחיצה על אותה בקשה פתוחה ובחירת שמות קבצי נתונים מרובים על-ידי הדגשתם באותו אופן כפי שתואר קודם לכן. כדי להתחיל בניתוח Kratky, לחץ כדי לבחור את שם קובץ הנתונים.

פעולה זו תתוות את הנתונים בחלון. ולאחר מכן, בחר התוויה. לאחר מכן, מתחת ללחצן עלילה, לחץ על עלילה Kratky.

כתוצאה מכך, חלבונים כדוריים מציגים פסגת GALC-ean בעוד חלבונים שנפרשו יציגו מישור במקום שיא ודומים לעלילה היפרבולית כמו זו המוצגת כאן. טען שוב נתונים מופחתים של מאגר עבור כל ריכוז ב- PRIMUS/Qt. ותחת הכרטיסיה עיבוד, לחץ על שנה קנה מידה ובדוק כל עקומה ואת מספר i-scale, אשר תואם את הדילולים שנעשו מהדגימה המקורית.

לאחר הבדיקה, מזג את הנתונים על-ידי לחיצה על לחצן מזג בחלון העיבוד. כדי ליצור את התוויית התפלגות המרחק, טען את עקומות הנתונים הממוזגות לתוך PRIMUS/Qt ולאחר מכן לחץ על 'התפלגות מרחק' בכרטיסיה 'ניתוח'. התאם את טווח הנתונים של הנתונים הממוזגים כדי למנוע רעש משמעותי בקצה הזנב של הנתונים הגולמיים.

כמו כן, השמט נקודות נתונים קרוב למעצור הקורות באזור הנמוך על-ידי בחירת ערך הטווח התחתון והגדלת המספר. כדי לקבוע את Dmax, להתחיל עם טווח של חמש פעמים את הרדיוס של gyration המתקבל מניתוח Guinier. לאחר מכן, הפחת ערך זה בהדרגה עד שתווית התפלגות המרחק לא תרד בפתאומיות לאפס על ציר ה- y ואין לה זנב ארוך לפני שתתקרב לאפס.

בדוק כי הרדיוס הניסיוני של gyration לעומת עלילה אינטנסיבית, אשר נגזר קירוב Guinier ואת רדיוס חלוקת המרחק של gyration לעומת מספרים בעוצמה דומים. כאן, עוצמת האור המפוזר מוצגת על פיזור זווית, מה שמרמז הן על איכות הביומולקולס נידוגן-1, גמא-1 למינין והן על צורתם המורכבת, כמו גם על צורתם. התפלגות המרחק של זוג האלקטרונים הנקבעת מנתוני פיזור מצביעה על כך שלבימולקולים יש צורה מוארכת והמזימה של קרצקי מרמזת על כך שחלבונים נמצאים במצב מקופל, מכיוון הנתונים, או אפילו עלייה בטווח q הגדול יותר וחסרים צורת עקומת פעמון.

בנוסף חלקות Guinier, המשתמשת בנתונים בזווית פיזור נמוכה, מציין את האזור ליניארי לקביעת רדיוס של gyration, אשר מוצג כאן עבור nidogen-1, למינין גמא-1 ומורכב שלהם. כדי לחקור קומפלקסים חלבון חלבון, MONSA שימש כדי להשיג את המבנה ברזולוציה נמוכה של כל nidogen-1 laminin גמא-1 קומפלקס, מה שמרמז כי רק אזור C-מסוף של שני החלבונים להשתתף אינטראקציות תיווך ואילו שאר התחומים רחוקים זה מזה. אל תשכח כי עבודה עם קרינת Synchrotron יכול להיות מסוכן מאוד אמצעי זהירות ובטיחות המתוארים על ידי כל קו קרן שונה תמיד צריך להילקח בעת ביצוע איסוף נתונים ראשוני.