Name: small and wide angle x-ray scattering studies of biological macromolecules in solution
Uploaded: 2013-01-08T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Small and Wide Angle X-Ray Scattering Studies of Biological Macromolecules in Solution at JoVE.com

Nous tenons à remercier le Dr Manfred Kriechbaum de Hecus XRS et l&#39;Institut de biophysique et de la recherche nanosystèmes à l&#39;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&#39;adjudication N º CNRC-38-08-950. L&#39;instrument SWAXS est également soutenue en partie par US Department of Energy, sous sentence n ° DE-NE0000325.

1. Préparation de l&#39;échantillon <ol><li> Utilisez une aiguille pour enlever une partie de l&#39;échantillon du récipient d&#39;échantillon. * </li><li> Utilisez l&#39;aiguille pour remplir le capillaire (diamètre maximum de 2,2 mm) avec l&#39;échantillon. Le capillaire doit être rempli entre 2 et 3 cm du fond. </li><li> Fermez le capillaire par fondre la cire sur sa pointe. </li><li> Dévisser le porte-échantillon vide du système. </li><li> Prenez le capillaire par l&#39;extrémité fondue (fin de la cir...

<ol>
	<li>Bernad&#243;, P., Blackledge, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+biology:+Proteins+in+dynamic+equilibrium.">Structural biology: Proteins in dynamic equilibrium.</a> Nature. 468, 1046-1048 (2010).</li><li>Zhang, F., Skoda, M. W. A., Jacobs, R. M. J., Martin, R. A., Martin, C. M., Schreiber, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+Interactions+Studied+by+SAXS:+Effect+of+Ionic+Strength+and+Protein+Concentration+for+BSA+in+Aqueous+Solutions.">Protein Interactions Studied by SAXS: Effect of Ionic Strength and Protein Concentration for BSA in Aqueous Solutions.</a> J. Phys. Chem. B. 111, 251-259 (2007).</li><li>Maranas, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+environment+on+local+dynamics+of+macromolecules.">The effect of environment on local dynamics of macromolecules.</a> Current Opinion in Colloid &amp; Interface Science. 12, 29-42 (2007).</li><li>Stribeck, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> X-Ray Scattering of Soft Matter. , (2007).</li><li>Mertens, H. D., Svergun, D. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+characterization+of+proteins+and+complexes+using+small-angle+X-ray+solution+scattering.">Structural characterization of proteins and complexes using small-angle X-ray solution scattering.</a> J. Struct. Biol. 172 (1), 128 (2010).</li><li>Svergun, D. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small-angle+X-ray+and+neutron+scattering+as+a+tool+for+structural+systems+biology.">Small-angle X-ray and neutron scattering as a tool for structural systems biology.</a> Biol. Chem. 391 (7), 737 (2010).</li><li>Putnam, C. D., Hammel, M., Hura, G. L., Tainer, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-ray+solution+scattering+(SAXS)+combined+with+crystallography+and+computation:+defining+accurate+macromolecular+structures,+conformations+and+assemblies+in+solution.">X-ray solution scattering (SAXS) combined with crystallography and computation: defining accurate macromolecular structures, conformations and assemblies in solution.</a> Quat. Rev. Biophys. 40, 191-285 (2007).</li><li>Bonini, M., Fratini, E., Baglioni, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SAXS+study+of+chain-like+structures+formed+by+magnetic+nanoparticles.">SAXS study of chain-like structures formed by magnetic nanoparticles.</a> Materials Science &amp; Engineering C-Biomimetic and Supramolecular Systems. 27 (5-8), 1377-1381 (2007).</li><li>Falletta, E., Ridi, F., Fratini, E., Vannucci, C., Canton, P., Bianchi, S., Castelvetro, V., Baglioni, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+tri-block+copolymer+templated+synthesis+of+gold+nanostructures.">A tri-block copolymer templated synthesis of gold nanostructures.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 357 (1), 88-94 (2011).</li><li>Glatter, O., Scherf, G., Schillen, K., Brown, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+a+Poly(ethylene+oxide)+Poly(propylene+oxide)+Triblock+Copolymer+(EO(27)-PO39-EO(27))+in+Aqueous-Solution.">Characterization of a Poly(ethylene oxide) Poly(propylene oxide) Triblock Copolymer (EO(27)-PO39-EO(27)) in Aqueous-Solution.</a> Macromolecules. 27 (21), 6046-6054 (1994).</li><li>Mittelbach, R., Glatter, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+structure+analysis+of+small-angle+scattering+data+from+polydisperse+colloidal+particles.">Direct structure analysis of small-angle scattering data from polydisperse colloidal particles.</a> Journal of Applied Crystallography. 31, 600-608 (1998).</li></ol>

La procédure comparative du système SWAXS permet de nombreuses variables à déterminer à partir de l&#39;analyse expérimentale. Les paramètres qui sont obtenus à partir de l&#39;analyse peut être utilisée à différentes fins selon l&#39;échantillon et montage expérimental. SAXS fournit des informations sur la nano-échelle de la taille et de la forme de l&#39;objet, alors que WAXS se concentre sur la structure atomique et micro-échelle (par exemple, réseau moléculaire, la symétrie dimensions de ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom des produits </td><td> Entreprise </td></tr><tr><td> Le System3 petites et grand-angle X-ray Scattering (SWAXS) Caméra </td><td> Hecus XRS et IBN, Graz, Autriche </td></tr><tr><td> GNOM </td><td> ATSAS 2,3 paquet par D. Svergun EMBL-Hambourg </td></tr></tbody></table>

small and wide angle x-ray scattering studies of biological macromolecules in solution

Dans cet article, les petites et Wide Angle X-ray Scattering (SWAXS) l&#39;analyse des macromolécules est démontrée par l&#39;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&gt; 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&#39; 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&#39;onde et angle d&#39;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&#39;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&#39;épaisseur est limitée à environ 5 mm. L&#39;utilisation d&#39;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&#39;intérêt pour l&#39;échantillon donné. Un exemple d&#39;une expérience macromolécule biologique est l&#39;analyse de 2% en poids de lysozyme dans un tampon aqueux à base d&#39;eau qui peut être choisi et préparé par diverses méthodes. La préparation de l&#39;échantillon respecte les directives ci-dessous dans la section Préparation des échantillons. Par l&#39;expérimentation SWAXS,importantes des paramètres structurels du lysozyme, par exemple, le rayon de giration, peut être analysée.

SAXS et WAXS tout peut fournir des informations de structure de l&#39;échantillon au travers des paramètres suivants: le rayon de giration granulométrie, et la forme, facteur de structure de la solution, la surface spécifique interne et la taille des pores, de type treillis et les dimensions, et la densité d&#39;électrons 1. SAXS et WAXS peut également être appliquée à l&#39;étude de 2 dynamique des protéines. Les informations de structure d&#39;expériences...

Watch this Scientific Journal Video about Small and Wide Angle X-Ray Scattering Studies of Biological Macromolecules in Solution at JoVE.com

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

La démonstration de l&#39;angle très faible et large diffusion des rayons X (SWAXS) procédure est devenue contribué à l&#39;étude des macromolécules biologiques. Grâce à l&#39;utilisation de l&#39;instrumentation et des procédures de méthodes de préparation et d&#39;angle spécifiques, les données expérimentales de la SWAXS affiche la caractérisation atomique et nano-échelle de macromolécules.

Les petites et Wide Angle études diffraction des rayons X de macromolécules biologiques en solution

In this paper, Small and Wide Angle X-ray Scattering (SWAXS) analysis of macromolecules is demonstrated through experimentation. SWAXS is a technique ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Bioengineering

Fundamentals

Macromolecules

SCIENTISTS IN ACTION

Electrospinning Fundamentals: Optimizing Solution and Apparatus Parameters

Fondements Électrofilage: Solution Optimisation et paramètres Appareillage

Electrospun nanofiber scaffolds have been shown to accelerate the maturation, improve the growth, and direct the migration of cells in vitro. ...

Recherche

Bio-ingénierie

Fabrication of Electrochemical-DNA Biosensors for the Reagentless Detection of Nucleic Acids, Proteins and Small Molecules

La fabrication des électrochimique de l&#39;ADN des Biocapteurs pour la détection sans réactif d&#39;acides nucléiques, protéines et petites molécules

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. ...

Millifluidics for Chemical Synthesis and Time-resolved Mechanistic Studies

Millifluidics de synthèse chimique et résolue en temps des études mécanistes

Procedures utilizing millifluidic devices for chemical synthesis and time-resolved mechanistic studies are described by taking three examples. In the ...

Characterization Of Multi-layered Fish Scales (Atractosteus spatula) Using Nanoindentation, X-ray CT, FTIR, and SEM

Characterization Of Multi-layered Fish Scales Atractosteus spatula Using Nanoindentation, X-ray CT, FTIR, and SEM

Caractérisation des échelles de poissons multi-couches (<em&gt; Atractosteus spatule</em&gt;) En utilisant Nanoindentation, CT à rayons X, FTIR, et SEM

The hierarchical architecture of protective biological materials such as mineralized fish scales, gastropod shells, ram&#8217;s horn, antlers, and turtle ...

Studying Soft-matter and Biological Systems over a Wide Length-scale from Nanometer and Micrometer Sizes at the Small-angle Neutron Diffractometer KWS-2

Étude Soft-matière et les systèmes biologiques sur une échelle de longueur large de nanomètre et micromètre Tailles au Petit-angle Neutron Diffractomètre KWS-2

The KWS-2 SANS diffractometer is dedicated to the investigation of soft matter and biophysical systems covering a wide length scale, from nm to &#181;m. ...

The Arteriovenous (AV) Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

The Arteriovenous AV Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

La boucle artério (AV) dans un modèle Small Animal pour étudier l&#39;angiogenèse et du génie tissulaire vascularisé

A functional blood vessel network is a prerequisite for the survival and growth of almost all tissues and organs in the human body. Moreover, in ...

A Novel Technique for Generating and Observing Chemiluminescence in a Biological Setting

Une nouvelle technique de production et d&#39;observation de chimiluminescence en milieu biologique

Intraoperative imaging techniques have the potential to make surgical interventions safer and more effective; for these reasons, such techniques are ...

Patterning Bioactive Proteins or Peptides on Hydrogel Using Photochemistry for Biological Applications

Structuration des protéines bioactives ou Peptides sur Hydrogel utilisant photochimie pour Applications biologiques

There are many biological stimuli that can influence cell behavior and stem cell differentiation. General cell culture approaches rely on soluble factors ...

Using Nanoplasmon-Enhanced Scattering and Low-Magnification Microscope Imaging to Quantify Tumor-Derived Exosomes

Utilisation de la diffusion améliorée par Nanoplasmon et imagerie microscopique à faible grossissement pour quantifier les exosomes dérivés de tumeurs

Infected or malignant cells frequently secrete more exosomes, leading to elevated levels of disease-associated exosomes in the circulation. These exosomes ...

Use of Micro X-ray Computed Tomography with Phosphotungstic Acid Preparation to Visualize Human Fibromuscular Tissue

Utilisation de la tomographie calculée par rayons X micro avec préparation d'acide phosphotungstic pour visualiser le tissu fibromusculaire humain

Manual dissection and histological observation are common methods used to investigate human tissues. However, manual dissection can damage delicate ...