Çözüm Biyolojik Makromoleküllerin Küçük ve Geniş Açı X-Ray Saçılma Çalışmaları
Summary
Küçük ve geniş açılı X-ışını dağılma (SWAXS) prosedürünün gösteri Biyolojik makromoleküllerin çalışmada etkili olmuştur. Belirli bir açıda yöntemleri ve hazırlık enstrümantasyon ve prosedürlerin kullanımı sayesinde, SWAXS gelen deneysel veriler makromoleküllerin atomik ve nano ölçekli karakterizasyon görüntüler.
Abstract
Bu yazıda, makromoleküllerin Küçük ve Geniş Açı X-ışını saçılımı (SWAXS) analizi deneylerle gösterilmiştir. Ve geniş açıları (genellikle> 5 °) – SWAXS X-ışınları elastik küçük açılarla (5 ° tipik 0.1) de nm aralığında homojen olmayan bir örnek tarafından dağınık bir tekniktir. Bu teknik şekil, boyut ve makromoleküller, kısmen emretti malzemeleri, gözenek boyutları ve yüzey-hacim oranı karakteristik mesafeler dağılımı hakkında bilgi sağlar. Geniş Açı X-ışını saçılımı (WAXS) dayanan 0.33 nm ve 0,49 nm arasındaki örneklerinin bile küçük Bragg aralığı çözebilirsiniz ise Küçük Açı X-ışını saçılımı (SAXS), 1 ve 200 nm arasında makromoleküllerin yapısal bilgi sunma yeteneğine sahiptir belirli bir sistem kurulumu ve dedektör. Aralık Bragg kanunu ile belirlenen ve dalga boyu ve olay açısı bağımlıdır.
SWAXS bir deneyde, katı malzemeler olabilir,ya da sıvı ve herhangi bir kombinasyon halinde, aynı ya da başka bir malzeme, katı, sıvı veya gaz halindeki alanları (sözde partiküller) içerebilir. SWAXS uygulamaları çok geniş ve her türlü kolloidler şunlardır: metaller, kompozit malzemeler, çimento, petrol, polimerler, plastik, proteinler, gıdalar ve ilaçlar. Katı örnekler için, kalınlığı yaklaşık olarak 5 mm ile sınırlıdır.
Bir laboratuvar tabanlı SWAXS enstrümanın Kullanımı Bu yazıda ayrıntılı olarak verilmiştir. SWAXS sistemi için mevcut yazılım (örneğin, D. Svergun EMBL-Hamburg ve EasySWAXS yazılımı tarafından GNOM-ATSAS 2.3 paket) ile bir deney Verilen örnek için ilgi belirli parametreleri belirlemek için yapılabilir. Bir biyolojik makromolekül deney bir örneği, seçilmiş ve çeşitli yöntemler vasıtasıyla hazırlanabilir, su bazlı bir sulu tampon içinde% 2 ağ lizozim analizidir. Numune hazırlanması Örnek bölümünün hazırlanması aşağıdaki kuralları takip eder. SWAXS deney sayesinde,lizozim önemli yapısal parametreler, dönme yarıçapı, örneğin analiz edilebilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
SWAXS Sistemin deneysel prosedür karşılaştırmalı analizi ile tespit edilmesi çok sayıda değişkenler için olanak sağlar. Analizinden elde edilen parametreler örnek ve deneysel düzenek göre farklı amaçlar için kullanılabilir. WAXS atomik ve mikro-ölçekli yapısı (örneğin moleküler kafes, birim hücre boyutu simetri) odaklanır ise SAXS, nano-ölçek büyüklüğü ve nesnenin şekli hakkında bilgi sağlar. Daha spesifik olarak, seyreltik çözeltiler içinde partiküller için, SAXS devi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz Graz, Avusturya Avusturya Bilimler Akademisi Dr Manfred Hecus XRS arasında Kriechbaum ve Biyofizik ve Nanosistemler Araştırma Enstitüsü teşekkür etmek istiyorum. LL ve XW Ödülü No NRC-38-08-950 altında NERI-C Ödülü No DE-FG07-07ID14889 ve ABD Nükleer Düzenleme Komisyonu altında, ABD Enerji Bakanlığı tarafından kısmen desteklenmiştir. SWAXS araç aynı zamanda Ödülü No DE-NE0000325 altında, ABD Enerji Bakanlığı tarafından kısmen desteklenmektedir.
Materials
| Name of the products | Company |
| The System3 Small- and Wide-Angle X-Ray Scattering (SWAXS) Camera | Hecus XRS and IBN, Graz, Austria |
| GNOM | ATSAS 2.3 package by D. Svergun EMBL-Hamburg |
References
- Bernadó, P., Blackledge, M. Structural biology: Proteins in dynamic equilibrium. Nature. 468, 1046-1048 (2010).
- Zhang, F., Skoda, M. W. A., Jacobs, R. M. J., Martin, R. A., Martin, C. M., Schreiber, F. Protein Interactions Studied by SAXS: Effect of Ionic Strength and Protein Concentration for BSA in Aqueous Solutions. J. Phys. Chem. B. 111, 251-259 (2007).
- Maranas, J. K. The effect of environment on local dynamics of macromolecules. Current Opinion in Colloid & Interface Science. 12, 29-42 (2007).
- Stribeck, N. . X-Ray Scattering of Soft Matter. , (2007).
- Mertens, H. D., Svergun, D. I. Structural characterization of proteins and complexes using small-angle X-ray solution scattering. J. Struct. Biol. 172 (1), 128 (2010).
- Svergun, D. I. Small-angle X-ray and neutron scattering as a tool for structural systems biology. Biol. Chem. 391 (7), 737 (2010).
- Putnam, C. D., Hammel, M., Hura, G. L., Tainer, J. A. X-ray solution scattering (SAXS) combined with crystallography and computation: defining accurate macromolecular structures, conformations and assemblies in solution. Quat. Rev. Biophys. 40, 191-285 (2007).
- Bonini, M., Fratini, E., Baglioni, P. SAXS study of chain-like structures formed by magnetic nanoparticles. Materials Science & Engineering C-Biomimetic and Supramolecular Systems. 27 (5-8), 1377-1381 (2007).
- Falletta, E., Ridi, F., Fratini, E., Vannucci, C., Canton, P., Bianchi, S., Castelvetro, V., Baglioni, P. A tri-block copolymer templated synthesis of gold nanostructures. Journal of Colloid and Interface Science. 357 (1), 88-94 (2011).
- Glatter, O., Scherf, G., Schillen, K., Brown, W. Characterization of a Poly(ethylene oxide) Poly(propylene oxide) Triblock Copolymer (EO(27)-PO39-EO(27)) in Aqueous-Solution. Macromolecules. 27 (21), 6046-6054 (1994).
- Mittelbach, R., Glatter, O. Direct structure analysis of small-angle scattering data from polydisperse colloidal particles. Journal of Applied Crystallography. 31, 600-608 (1998).
