Name: 솔루션의 생물 고분자의 작은 및 와이드 앵글 X-레이 산란 연구 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-01-08T12:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 53 s
Description: 학습하세요 생물 고분자의 원자 및 나노스케일 구조를 SWAXS 기법으로 분석하는 방법을. 이 기술은 구조 생물학 연구에서 분자 배열과 역학을 이해하는 데 필수적입니다.

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우리는 그라츠 (Graz), 오스트리아 과학 아카데미 오스트리아에서 박사 만프레드 Hecus의 XRS의 Kriechbaum 및 생물 물리학 및 Nanosystems 연구 연구소 감사드립니다. LL 및 XW는 수상 번호 NRC-38-08-950 아래 네리-C 상 번호 DE-FG07-07ID14889, 미국 원자력 규제위원회에서, 에너지 미국학과에 의해 부분적으로 지원되었다. SWAXS기구는 수상 번호 DE-NE0000325 아래, 에너지의 미국학과에 의해 부분적으로 지원됩니다.

1. 샘플의 작성 <ol><li> 샘플 컨테이너에서 샘플의 일부를 제거하는 바늘을 사용합니다. * </li><li> 모세관을 채우기 위해 바늘을 사용 (2.2 mm 최대 직경) 샘플. 모세는 바닥에서 2 3cm 사이에 작성해야합니다. </li><li> 그 끝에 녹는 왁스로 모세관을 닫습니다. </li><li> 나사가 빠지다 시스템에서 진공 샘플 홀더를. </li><li> 융합 끝 (왁스 끝)에 의해 모세관를 타고 샘플 홀더에 해제 - 융합 끝을 삽입합니다. </li><li> 장소에 시스템 및 나사에 다시 홀더를 배치합니다. </li></ol> 액체 샘플이 모세관에 삽입해야합니다 반면, * 고체 시료 (분말 샘플 포함) 직접 샘플 홀더 (NO 모세관 필요)에 배치 할 수 있습니다. 시작 - 업 SWAXS 기계의 2. 소스 냉간 시동 절차 <ol><li> 안전 셔터 버튼을 눌러 셔터를 닫습니다. </li><li> 주 전원 스위치버튼을 녹색을 눌러 &quot;ON&quot;. </li><li> 긴급 &quot;시스템 종료 - 오프 &#39;버튼을 확장 위치에 있는지 확인합니다. </li><li> 녹색 버튼을 눌러에 주 전원을 전환합니다. </li><li> 연동 LED의 빛은 모든 연동 괜찮 니 나타내는 녹색 확인합니다. </li><li> 로드 터치 스크린이 나올 때까지 기다리는 것이 좋습니다. 일단로드, 메뉴의 &quot;R6&quot;를 누르십시오. </li><li> &quot;ON&quot;위치로 대기 모드 키를 설정합니다. </li><li> &quot;ON&quot;위치로 X-레이 키를 설정합니다. 빨간색 X-선 라이트가 점등합니다. </li><li> 대기 수준 (30 KV와 0.4 mA)을 읽는 터치 스크린이 나올 때까지 기다리는 것이 좋습니다. </li><li> &quot;OFF&quot;위치에 대기 안전 키를 설정합니다. 터치 스크린 하단에있는 &quot;시작주기&quot;버튼을 누르십시오. </li><li> 정격 출력 (50 KV와 1mA)를 읽어 터치 스크린이 나올 때까지 기다리는 것이 좋습니다. 다른 전원 수준이 필요하다면, 터치 스크린에 &#39;R4&#39;를 누르고 원하는 설정을 입력하여 구성 화면을 입력합니다. </li></ol> 3. 냉각기 절차 <ol><li> 전원을 켜 swi온도 제어 패널의 &quot;ON&quot;위치로 tch. 제어 빛과 LED 온도 표시가 점등됩니다. </li><li> 냉각기에있는 &quot;ON&quot;위치로 전원 스위치를 켜십시오. </li><li> 온도 디스플레이가 읽 때까지 기다리십시오 &quot;OFF.&quot; 이 대기 모드입니다. </li><li> 누르면 약 4 초 또는 온도 표시 될 때까지 ENTER 버튼 (반환 기호)를 개최는 실제 온도를 나타냅니다. </li><li> 온도를 변경하려면 위 또는 아래 화살표를 누르십시오. 그것이 실제 값으로 돌아갑니다 전에 설정 값은 약 8 초 동안 온도 디스플레이에 표시됩니다. </li><li> 원하는 설정 값이 표시되면 ENTER 버튼을 누릅니다. 이것은 값을 저장합니다. </li><li> 실제 온도가 원하는 설정 값을 도달 할 때까지 기다리십시오. </li></ol> 참고 : 언제든지 오류 &quot;E 01&quot;온도 디스플레이에 표시되면, 탱크 fil에 정화 물을 붓는하여 냉각 시스템 종료 방법, 충전 목욕 단위를 따르십시오저는 다음 다시 냉각기의 시작 절차를 수행합니다. 4. 냉각기의 종료 <ol><li> 약 4 초에 &quot;를 입력&quot;키를 누릅니다. </li><li> &quot;OFF&quot;위치로 전원 스위치를 켜십시오. </li></ol> 5. 진공 켜기 <ol><li> 진공 문이 곳에서 고정되어 있는지 확인합니다. </li><li> &quot;ON&quot;위치로 진공 1, 2 노브를 켜십시오. </li><li> VAP5 진공 게이지 1.5 mbar보다 진공 레벨 이하 읽습니다 때까지 기다리십시오. </li></ol> 6. 감지기 시스템 설치 <ol><li> 가스 압력을 설정하려면 확인 감소 밸브의 주요 압력 게이지는 최소 10 줄입니다. </li><li> 메인 밸브를 엽니 다. </li><li> 압력이 운영 압력 게이지 8 줄을 도달 할 때까지 천천히 작동 압력 밸브를 엽니 다. </li><li> 두 번째 메인 밸브를 엽니 다 </li><li> 가스의 흐름을 조정하려면 가스 제어 패널의 수직 위치에 노브를 돌려 메인 압력 밸브를 엽니 다. </li><li> 흐름을 조정니들 밸브와 속도 게이지가 약 8 줄을 읽습니다 때까지. </li><li> &quot;ON&quot;위치로 주 전원 스위치를 켜십시오. LED 빛은 점등합니다. </li><li> 높은 전압을 조정하려면 &quot;ON&quot;위치로 스위치를 설정하여 높은 전압을 활성화합니다. LED 빛은 점등합니다. </li><li> 약 3.5kV이 게이지에 도달 할 때까지 천천히 전압 제어 노브를 켜십시오. 4kV를 초과하지 마십시오. </li></ol> 7. 구경 측정 <ol><li> 위의 실험 단계는 알려진 봉우리의 샘플로 수행됩니다. </li><li> ASA 3.3은 5 봉우리와 강도 대 채널의 그래프를 얻을하는 데 사용됩니다. </li><li> 메뉴로 이동 → 옵션 → 채널과 해당 농도를 입력합니다. </li><li> 첫번째 &quot;TPF &#39;탭을 ASA3로 이동합니다. </li><li> 필터 변경, 상단 1mm 니켈을 (빔 필터) 떠났다. </li><li> → 위치로 이동 검출기는 정말이에요 있는지 확인해야 진공은 아래 5 mbar인지 확인 위치 32000을 (32000에 이르는 28,000, 28,000 주위에 중요한 지역) 설정1,000 - 10,000 사이 땡. </li><li> 초 당 약 52 카운트에 대한 10 초에 실행합니다. </li><li> 에너지 창을 (또는하지 필터 케이스 포함 만 샘플로 에너지 창을 측정) 변경합니다. 10 초에 대한 최종 실행을 설정합니다. </li><li> 주 빔 (예를 들어 채널 233)의 위치를​​ 찾습니다. </li><li> 다른 실행를 들어, 2mm 텅스텐 (W, 빔 스토퍼)로 다시 필터링하고 30,000부터 시작을 변경할 수 있습니다. </li><li> 샘플 다른 모든 봉우리의 위치를​​ 찾습니다. </li><li> SAXS을 보정 ImageJ - 매크로 소프트웨어를 사용하여 - (그림 1) 강도 대 채널에서 강도 대 Q (또는 D 간격)로 전환하는. </li><li> WAXS을 보정 ImageJ - 매크로 소프트웨어를 사용 - 강도 대 채널에서 강도 대 Q (또는 D 간격)로 전환하기 (그림 2). </li></ol> 8. 소프트웨어 절차 <ol><li> 라이브 데이터를 수집하기 위해, 소프트웨어에게 ASA 3.3 사용 : 라이브 데이터 → TPF 탭 → 파일을 저장합니다. </li><li> EasySWAX에 대한S는 장치 설정 탭을 클릭합니다. </li><li> &quot;A&quot;, 람다, 및 D 값뿐만 아니라 무게 중심을 입력합니다. </li><li> 포인트 시준을 선택합니다. </li><li> 구상 입자 유형을 선택합니다 (이것은 평면 모양의 입자의로드로 알려져 있지 않는 한). </li><li> Guinier - 플롯 탭을 클릭합니다. I 대 Q이 그래프가 표시됩니다. </li><li> 약 선형 기울기의 한 부분을 둘러싸고있는 수직 라인을 끕니다. </li><li> 화면의 하단에서 R 값이 표시됩니다. 이 옆에 유효성 검사 요구 사항이 있습니다. </li><li> 유효성 검사 값이 1과 2 사이에 때까지 서로 가깝게 수직 라인을 드래그하고 있습니다. 이 주관적입니다. 획득 R 값, 단면 2 차 반경, 추정치입니다. </li></ol> 9. 소스 종료 절차 <ol><li> 안전을 확인하고 빠른 셔터은 실행 종료와 함께 해제된다. </li><li> &quot;ON&quot;위치로 대기 모드 키를 설정합니다. </li><li> 대기 수준을 읽을 터치 스크린 기다립니다. </li><li> t에 보도 R5ouchscreen. </li><li> 0 A.에 전류를 감소 </li><li> 0 A.에 전압을 감소 </li><li> &quot;OFF&quot;위치에 X-레이 키를 설정합니다. </li><li> 빨간색 해제 버튼을 눌러 주 전원 &quot;OFF&quot;를 전환합니다. </li></ol>

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</ol>

관심 없음 충돌이 선언 없습니다.

SWAXS 시스템의 비교 절차는 실험 분석에서 결정되는 수많은 변수를 할 수 있습니다. 분석 달성하는 매개 변수 샘플 및 실험 설정에 따라 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. WAXS는 원자 및 마이크로 규모의 구조 (예 : 분자 격자, 단위 셀 치수 대칭)에 초점을 맞추고 반면 SAXS는 나노 규모의 크기와 물체의 모양에 대한 정보를 제공합니다. 좀 더 구체적으로 말하자면, 희석 솔루션의 입자를 들어, SAXS는 나선, 입자 크기, 모양의 반지름을 공부할 수, 고밀도 샘플에 대해, SAXS은 솔루션의 구조 요소를 공부 수 있으며, 다공성 무작위 / 2 단계 시스템을위한, SAXS 공부 할 수 있습니다 특정 내부 표면 및 기공 크기 및 액체 결정 샘플에 대해 WAXS는 격자 크기 및 단위 세포 구조를 연구 할 수 있습니다. 그러나, SWAXS의 한계는 입자 크기 나 polydispersity 배포의 다양한 범위가 심각하게 downgr 것입니다실험 결과를 ADE.

<table border="1"><tbody><tr><td> 제품의 이름 </td><td> 회사 </td></tr><tr><td> System3 소형 및 와이드 앵글 X-레이 산란 (SWAXS) 카메라 </td><td> Hecus XRS와 이븐, 그라츠, 오스트리아 </td></tr><tr><td> GNOM </td><td> D. Svergun EMBL - 함부르크 (Hamburg)의 ATSAS 2.3 패키지 </td></tr></tbody></table>

솔루션의 생물 고분자의 작은 및 와이드 앵글 x-레이 산란 연구

Small and Wide Angle X-Ray Scattering Studies of Biological Macromolecules in Solution

본 논문에서는 고분자의 소형 및 와이드 앵글 X-선 산란 (SWAXS) 분석 실험을 통해 입증된다. 넓은 각도 (일반적으로&gt; 5 °) - SWAXS는 X-선을 탄 성적으로 작은 각도 (5 ° 일반적으로 0.1)에서 나노 미터 범위의 inhomogeneous 샘플에 의해 분산되어 기술입니다. 이 기술은 모양, 크기, 고분자, 부분적으로 주문 자료, 기공 크기 및 표면 - 투 - 볼륨 비율의 특성 거리의 분포에 대한 정보를 제공합니다. 와이드 앵글 X-선 산란 (WAXS)가에 따라 0.33 나노 미터와 0.49 나노 미터 사이의 샘플도 작은 브래그 간격을 해결할 수 있습니다 반면, 작은 각도 X-선 산란 (SAXS)는, 1, 200 nm의 사이에 고분자의 구조 정보를 제공 할 수 있습니다 특정 시스템 설정 및 검출기. 간격은 브래그의 법칙에서 결정하고 파장과 사건 각도에 따라 달라입니다. SWAXS 실험에서, 자료는 고체 수 있습니다또는 액체와 조합에서 동일한 또는 다른 재료의 고체, 액체 또는 기체 도메인 (소위 입자)를 포함 할 수 있습니다. SWAXS 응용 프로그램은 매우 광범위하고 모든 유형의 colloids은 다음과 같습니다 금속, 복합 재료, 시멘트, 석유, 폴리머, 플라스틱, 단백질, 식품 및 제약합니다. 고체 시료를 들어, 두께는 약 5mm로 제한됩니다. 실험실 기반의 SWAXS 장비의 사용이 논문에 자세히 설명되어 있습니다. SWAXS 시스템에 사용할 수있는 소프트웨어 (예를 들어, D. Svergun EMBL - 함부르크 (Hamburg)와 EasySWAXS 소프트웨어를 사용하여 GNOM - ATSAS 2.3 패키지)를 통해 실험은 주어진 샘플에 대한 관심의 특정 매개 변수를 결정하기 위해 실시 할 수 있습니다. 생물 macromolecule 실험 중 하나 예 선택하고 다양한 방법으로 준비 할 수있는 물을 기반 수성 버퍼 2 중량 %의 라이소자임의 분석이다. 샘플의 준비는 샘플 섹션의 준비에 아래의 지침을 따릅니다. SWAXS 실험을 통해,라이소자임의 중요한 구조 매개 변수는 단면 2 차 반경을 예를 들어, 분석 할 수 있습니다.

선전, 입자의 크기와 모양, 솔루션 구조 요소, 특정 내부 표면 및 기공 크기, 격자 유형 및 크기, 그리고 전자 밀도 1의 반경 : SAXS와 WAXS 교수는 다음 매개 변수를 통해 샘플의 구조 정보를 제공 할 수 있습니다. SAXS 및 WAXS 또한 단백질 역학 (2)의 연구에 적용 할 수 있습니다. SWAXS 실험의 구조 정보는 실험적으로 발견 스펙트럼과 시스템의 계산 결과를 비교하여 얻어진다. 계산 결과는 같은 Ornstein-Zernike (OZ) 적분 방정식 이론 (예 : 분석의 예를 참조에서 볼 수 있습니다. 3)과 같은 통계 역학 모델에서 개발 한 합리적인 효과가 잠재적 인 V EFF (R)과 소프트웨어에서 계산 된 . 데이터 분석 방법, 모델의 일부로서 SWAXS 절대 강도 ...

작고 다양한 각도 X-선 산란 (SWAXS) 절차의 데모는 생물 고분자의 연구 수단이되고있다. 특정 각도 방법과 준비 계측 및 절차의 사용을 통해, SWAXS의 실험 데이터는 고분자의 원자 및 나노 규모 특성을 표시합니다.

솔루션의 생물 고분자의 작은 및 와이드 앵글 X-레이 산란 연구

본 논문에서는 실험을 통해 거대분자의 소각 및 광각 X선 산란(Small and Wide Angle X-ray Scattering, SWAXS) 분석 방법을 시연합니다. SWAXS는 ...

small-wide-angle-x-ray-scattering-studies-biological-macromolecules

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연구

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Bioengineering

생명공학

여기에서는 KWS-2 SANS 회절분석기를 높은 강도와 조정 가능한 해상도로 사용하는 것을 포함하여 nm에서 μm에 이르는 넓은 메조스코픽 길이 스케일에 걸쳐 연질 물질 및 생물물리학 시스템을 조사하는 프로토콜을 제시합니다.

작은 각도 중성자 회절 계 KWS-2에서 나노 미터와 마이크로 미터 크기에서 넓은 길이 규모 이상 소프트 물질과 생물학적 시스템을 공부

소각 X 선 산란 (SAXS)에 의한 단백질의 용액 구조의 결정은 단 분산 샘플을 필요로한다. 여기에서는, 샘플 준비 및 데이터 수집 간의 최소 지연을 보장하기 위해 두 가지 가능성을 제시 : 온라인 크기 배제 크로마토 그래피 (SEC) 및 온라인 이온 교환 크로마토 그래피 (IEC).

SAXS 빔라인에 온라인 크기 배제 및 이온 교환 크로마토 그래피

이 방법은 엑스레이 결정학 및 소 각 x 선 산란 (SAXS), 복제, 표현, 및 구조 결심을 위한 재조합 Nsa1의 정화를 설명 하 고 다른 단백질의 하이브리드 구조 분석에 대 한 적용 둘 다를 포함 하는 주문 하 고 도메인을 난잡.

S. Cerevisiae 에서 Nsa1의 구조화 되지 않은 영역을 모델링 하는 데 작은 각 x 선 산란 된 x-선 결정학을 결합

이 프로토콜에는 저해상도 ab initio 모델 및 대비 세제의 일치와 작은 각 중성자 뿌리기를 사용 하 여 솔루션에서 세제 solubilized 막 단백질의 구조 정보를 가져오는 방법을 보여 줍니다.

막 단백질 구조 분석 및 Ab 론 적 모델링 작은 각 중성자 산란 실험에서 일치 하는 대비 세제

여기, 우리는 어떻게 작은 각 엑스레이 뿌리기 (SAXS) 고분자 구조를 나타내는 저해상도 봉투에 대 한 정보를 활용할 수 있습니다 제시. 고해상도 구조 기술 엑스레이 결정학, 핵 자기 공명 등와 함께에서 사용 될 때 SAXS 다중 도메인 단백질 및 고분자 복합물 솔루션에 대 한 자세한 통찰력을 제공할 수 있습니다.

작은 각 엑스레이 뿌리기를 사용 하 여 솔루션에서 고분자의 구조 연구

적절한 처리 프로토콜과 함께 거대 분자 X 선 결정학을위한 새로운 샘플 홀더가 제공됩니다. 이 시스템은 결정 조작이나 장착없이 주변 및 극저온 온도모두에서 결정 성장, 크리스탈 흡수 및 비지석 회절 데이터 수집을 허용합니다.

최소한의 배경 산란을 갖춘 거대 분자 X선 결정학을 위한 올인원 샘플 홀더

생물학적 거대 분자의 SEC-BioSAXS 측정은 거대 분자와 그 복합체의 용액 구조를 결정하기위한 표준 접근 방식입니다. 여기에서 는 SEC-BioSAXS 데이터를 두 가지 유형의 SEC 추적(완전히 해결되고 부분적으로 해결된 피크)의 크로마토그램에서 분석합니다. 우리는 분산 및 BioXTAS RAW를 사용하여 분석 및 deconvolution을 시연합니다.

EFA 감소 및 분산을 통한 SEC-SAXS 데이터 분석

이 논문은 투석 방법과 시투X선 회절 실험을 통해 온칩 단백질 결정화를 위해 개발된 미세유체 칩의 제조 프로토콜을 자세히 설명합니다. 미세 제조 공정을 통해 반과소성 재생셀룰로오스 투석 막을 칩의 두 층 사이에 분자량 차단과 통합할 수 있습니다.

시투 X선 회절 연구를 위한 미세 투약에 의한 칩에 단백질의 결정화

중성자 후방 산란 분광법은 단백질과 단백질의 수화수의 ps-ns 역학에 대한 비파괴적이고 표지 없는 접근을 제공합니다. 워크플로우는 아밀로이드 단백질에 대한 두 가지 연구, 즉 응집 중 리소자임의 시간 분해 역학과 섬유 형성 시 타우의 수화 물 역학에 대한 연구로 제공됩니다.

단백질과 수화수의 피코초-나노초 역학을 연구하기 위한 고분해능 중성자 분광법

이 간행물은 지질 기반 부형제(LBE)의 고체 상태를 조사하기 위한 황금 표준으로 X선 회절 및 시차 주사 열량측정법의 적용을 보여줍니다. LBE의 고체 상태 변화와 제약 제품의 성능에 미치는 영향을 이해하는 것은 강력한 지질 기반 제형을 제조하기 위한 핵심 요소입니다.

지질 기반 부형제의 고체 상태 변화를 조사하기 위해 확립된 분석 도구 패키지

학습하세요 생물 고분자의 원자 및 나노스케일 구조를 SWAXS 기법으로 분석하는 방법을. 이 기술은 구조 생물학 연구에서 분자 배열과 역학을 이해하는 데 필수적입니다.

솔루션의 생물 고분자의 작은 및 와이드 앵글 X-레이 산란 연구

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