Les petites et Wide Angle études diffraction des rayons X de macromolécules biologiques en solution
Summary
La démonstration de l'angle très faible et large diffusion des rayons X (SWAXS) procédure est devenue contribué à l'étude des macromolécules biologiques. Grâce à l'utilisation de l'instrumentation et des procédures de méthodes de préparation et d'angle spécifiques, les données expérimentales de la SWAXS affiche la caractérisation atomique et nano-échelle de macromolécules.
Abstract
Dans cet article, les petites et Wide Angle X-ray Scattering (SWAXS) l'analyse des macromolécules est démontrée par l'expérimentation. SWAXS est une technique dans laquelle les rayons X sont diffusés élastiquement par un échantillon non homogène dans la gamme nm aux petits angles (typiquement de 0,1 à 5 °) et des angles larges (typiquement> 5 °). Cette technique fournit des informations sur la forme, la taille et la distribution des macromolécules, les distances caractéristiques de matériaux partiellement ordonnés, tailles de pores et surface-volume élevé. Petit angle X-ray Scattering (SAXS) est capable de fournir des informations de structure de macromolécules entre 1 et 200 nm, tandis que le grand angle X-ray Diffraction (WAXS) peut résoudre encore plus faible espacement entre les échantillons de Bragg 0,33 nm et 0,49 nm sur la base de l' configuration spécifique du système et le détecteur. La distance est déterminée à partir de la loi de Bragg et est fonction de la longueur d'onde et angle d'incidence.
Dans une expérience SWAXS, les matériaux peuvent être solidesou liquide, ou contenir des solides, liquides ou gazeux domaines (dites particules) de la même matière ou d'une autre dans une combinaison quelconque. SWAXS applications sont très larges et comprennent des colloïdes de tous types: métaux, composites, ciment, pétrole, les polymères, les plastiques, les protéines, les aliments et les produits pharmaceutiques. Pour des échantillons solides, l'épaisseur est limitée à environ 5 mm.
L'utilisation d'un instrument de laboratoire à base de SWAXS est détaillé dans cet article. Avec les logiciels disponibles (par exemple, GNOM-ATSAS 2,3 paquet par D. Svergun EMBL-Hambourg et logiciels EasySWAXS) pour le système SWAXS, une expérience peut être menée afin de déterminer certains paramètres d'intérêt pour l'échantillon donné. Un exemple d'une expérience macromolécule biologique est l'analyse de 2% en poids de lysozyme dans un tampon aqueux à base d'eau qui peut être choisi et préparé par diverses méthodes. La préparation de l'échantillon respecte les directives ci-dessous dans la section Préparation des échantillons. Par l'expérimentation SWAXS,importantes des paramètres structurels du lysozyme, par exemple, le rayon de giration, peut être analysée.
Protocol
Representative Results
Discussion
La procédure comparative du système SWAXS permet de nombreuses variables à déterminer à partir de l'analyse expérimentale. Les paramètres qui sont obtenus à partir de l'analyse peut être utilisée à différentes fins selon l'échantillon et montage expérimental. SAXS fournit des informations sur la nano-échelle de la taille et de la forme de l'objet, alors que WAXS se concentre sur la structure atomique et micro-échelle (par exemple, réseau moléculaire, la symétrie dimensions de …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous tenons à remercier le Dr Manfred Kriechbaum de Hecus XRS et l'Institut de biophysique et de la recherche nanosystèmes à l'Académie autrichienne des sciences à Graz, en Autriche. LL et XW ont été en partie soutenue par US Department of Energy, sous NERI-C sentence n ° DE-FG07-07ID14889, et US Nuclear Regulatory Commission, en vertu de l'adjudication N º CNRC-38-08-950. L'instrument SWAXS est également soutenue en partie par US Department of Energy, sous sentence n ° DE-NE0000325.
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 |
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