Малый и широкий угол рассеяния рентгеновских лучей исследования биологических макромолекул в растворе
Summary
Демонстрация малого и широкий угол рассеяния рентгеновских лучей (SWAXS) процедура стала роль в изучении биологических макромолекул. Благодаря использованию приборов и процедур, специфических методов угол и подготовки, экспериментальные данные из SWAXS отображает атомного и нано-характеристика макромолекул.
Abstract
В этой статье малого и широкий угол рентгеновское рассеяние (SWAXS) анализ макромолекул продемонстрировал экспериментальным путем. SWAXS это техника, где Х-лучей упруго рассеянного неоднородного образца в нм-диапазона на малые углы (как правило, 0,1 – 5 °) и широкими углами (обычно> 5 °). Этот метод дает информацию о форме, размере и распределении макромолекулы, характерные расстояния частично упорядоченных материалов, размеров пор и поверхности к объему. Малый угол рентгеновского рассеяния (МУР) способен обеспечить структурную информацию макромолекул между 1 и 200 нм, в то время как широкий угол рентгеновское рассеяние (WAXS) может решить еще меньше брэгговских расстояние между образцами 0,33 нм и 0,49 нм на основе конкретные настройки системы и детектор. Расстояние определяется по закону Брэгга и зависит от длины волны и угла падения.
В эксперименте SWAXS, материалы могут быть твердымиили жидкой и может содержать твердых, жидких или газообразных области (так называемые частицы) того же или другого материала, в любой комбинации. SWAXS применения очень широк и включает коллоидов всех типов: металлы, композитные материалы, цемент, нефть, полимеры, пластмассы, белков, пищевых продуктов и лекарственных препаратов. Для твердых образцов, толщина ограничен примерно 5 мм.
Использование лаборатория контрольно-измерительных SWAXS подробно описано в этой статье. С доступного программного обеспечения (например, ГНОМ-ATSAS 2,3 пакета Д. Свергун EMBL-Гамбург и EasySWAXS программного обеспечения) для системы SWAXS, эксперимент может быть проведен для определения некоторых параметров, представляющих интерес для данного образца. Одним из примеров биологического эксперимента макромолекулы является анализ 2 мас лизоцима% в водной основе водного буфера, которые могут быть выбраны и подготовлены с помощью многочисленных методов. Подготовка образца следующим рекомендациям, указанным ниже в Подготовка образца раздел. Благодаря экспериментам SWAXS,важным структурным параметрам лизоцима, например, радиус инерции, могут быть проанализированы.
Protocol
Representative Results
Discussion
Сравнительный порядок системы SWAXS позволяет многочисленными переменными, которые будут определены по экспериментальным анализом. Параметров, которые достигаются в результате анализа могут быть использованы для различных целей, в соответствии с образцом и экспериментальной установ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы хотели бы поблагодарить д-р Манфред Kriechbaum из XRS Hecus и Института биофизики и наносистем исследований Австрийской академии наук в Граце, Австрия. LL и XW была частично поддержана Министерством энергетики США, под NERI-C решение № DE-FG07-07ID14889 и США Комиссия по ядерному регулированию, под решение № СРН-38-08-950. Прибор SWAXS также при частичной поддержке Министерства энергетики США, под решение № 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 |
Riferimenti
- 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).
