Method Article

Kleine en Wide Angle X-ray scattering Studies van biologische macromoleculen in oplossing

DOI:

10.3791/4160

January 8th, 2013

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De demonstratie van de kleine en grote hoek X-ray scattering (SWAXS) procedure is van fundamenteel belang in de studie van biologische macromoleculen. Door het gebruik van de instrumenten en procedures van specifieke hoek methoden en voorbereiding, de experimentele gegevens van de SWAXS toont de atomaire en nanoschaal karakterisering van macromoleculen.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

In dit artikel wordt het midden-en Wide Angle X-ray Scattering (SWAXS) analyse van macromoleculen aangetoond door middel van experimenten. SWAXS is een techniek waarbij röntgenfoto elastisch zijn verspreid door een niet-homogene monster in de nm-bereik bij kleine hoeken (typisch 0,1 - 5 °) en brede hoeken (typisch> 5 °). Deze techniek geeft informatie over de vorm, grootte en verdeling van macromoleculen, kenmerkend afstanden gedeeltelijk bevolen materialen, poriegrootte en oppervlakte-volume verhouding. Kleine hoek X-ray scattering (SAXS) kan leveren structuurinformatie van macromoleculen tussen 1 en 200 nm, terwijl Wide Angle X-ray scattering (WAXS) kunnen nog kleinere afstand Bragg monsters oplossing tussen 0,33 en 0,49 nm nm op basis van de specifieke systeeminstellingen en detector. De afstand wordt bepaald door de wet van Bragg en is afhankelijk van de golflengte en invalshoek.

In een experiment SWAXS kunnen de materialen worden vasteof vloeibaar zijn en kan vast, vloeibaar of gasvormig domeinen (zogenaamde deeltjes) van hetzelfde of een ander materiaal in elke combinatie. SWAXS toepassingen zijn zeer breed en omvat colloïden van alle soorten: metalen, composieten, cement, olie, polymeren, kunststoffen, eiwitten, voedingsmiddelen en farmaceutische producten. Voor vaste monsters wordt de dikte beperkt tot ongeveer 5 mm.

Het gebruik van een lab-based SWAXS instrument wordt beschreven in dit artikel. Met de beschikbare software (bijv. GNOM-ATSAS 2,3 pakket door D. Svergun EMBL-Hamburg en EasySWAXS software) voor de SWAXS systeem kan een experiment worden uitgevoerd om bepaalde parameters die van belang vast te stellen voor de gegeven monster. Een voorbeeld van een biologisch macromolecuul experiment is de analyse van 2 gew% lysozym in een op water gebaseerde waterige buffer die kan worden gekozen en bereid door een groot aantal methoden. De voorbereiding van het monster volgt de onderstaande richtlijnen bij de voorbereiding van de Sample sectie. SWAXS door experimenten,belangrijke structurele parameters van lysozym, de gyratiestraal bijvoorbeeld, kunnen worden geanalyseerd.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Bereiding van het monster

  1. Met een naald wat van het monster uit de monsterhouder. *
  2. Gebruik de naald om de capillaire vullen (maximum diameter van 2,2 mm) met monster. De capillaire moet worden gevuld tussen 2 en 3 cm vanaf de bodem.
  3. Sluit het capillair door smeltende was op de punt.
  4. Schroef het vacuüm monsterhouder uit het systeem.
  5. Neem de capillair door de gesmolten einde (was eind) en plaats de niet-gefuseerde uiteinde in de monsterhouder.
  6. Plaats de houder in het systeem en vastschroeven.

* Vaste monsters (met inbegrip van poeder samples) kunnen direct worden geplaat....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

SAXS en WAXS geheel kan structuurinformatie van het monster door de volgende parameters: de gyratiestraal, deeltjesgrootte en vorm, structuur factor oplossing, specifiek binnenoppervlak en poriegrootte rooster type en maat en elektronendichtheid 1. SAXS en WAXS kan ook worden toegepast op de studie van eiwitdynamica 2.

De structurele informatie van SWAXS experimenten verkregen door de experimenteel waargenomen spectra en de computationele resultaten van het systeem. De .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De vergelijkende procedure van het SWAXS systeem kunnen verschillende variabelen worden bepaald uit experimentele analyse. De parameters die worden verkregen uit de analyse kan worden gebruikt voor verschillende doeleinden volgens de steekproef en experimentele opstelling. SAXS geeft informatie over nano-schaal grootte en vorm van het object, terwijl WAXS richt zich op de atomaire en micro-schaal structuur (bijvoorbeeld een moleculair rooster, eenheidscel dimensie symmetrie). Meer in het bijzonder voor deeltjes.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Geen belangenconflicten verklaard.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

We willen graag Dr Manfred Kriechbaum van Hecus XRS en het Instituut voor Biofysica en Nanosystemen Onderzoek dank aan de Oostenrijkse Academie van Wetenschappen in Graz, Oostenrijk. LL en XW werden mede ondersteund door US Department of Energy, onder NERI-C Award No DE-FG07-07ID14889, en de Amerikaanse Nuclear Regulatory Commission, onder Award No NRC-38-08-950. De SWAXS instrument wordt ook mede ondersteund door US Department of Energy, onder Award nr. DE-NE0000325.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Naam van de produkten Vennootschap
De System3 Kleine-en Wide-Angle X-ray scattering (SWAXS) Camera Hecus XRS en IBN,
Graz, Oostenrijk
GNOM ATSAS 2,3 pakket door D. Svergun EMBL-Hamburg

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Bernadó, P., Blackledge, M. Structural biology: Proteins in dynamic equilibrium. Nature. 468, 1046-1048 (2010).
  2. Zhang, F., Skoda, M. W. A., Jacobs, R. M. J., Martin, R. A., Martin, C. M., Schreiber, F. Protein Interactions Studied by SAXS: Effect ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Small Angle X ray ScatteringWide Angle X ray ScatteringBiological MacromoleculesX ray Scattering AnalysisStructural ParametersRadius of GyrationLysozyme AnalysisSWAXS InstrumentationGNOM ATSAS SoftwareEasySWAXS Software

Related Articles