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

Vi ønsker å takke dr. Manfred Kriechbaum av Hecus XRS og Institute of biofysikk og nanosystemer Forskning ved den østerrikske vitenskapsakademiet i Graz, Østerrike. LL og XW ble støttet i en del av US Department of Energy, under NERI-C Award No DE-FG07-07ID14889, og US Nuclear Regulatory Commission, under Award No NRC-38-08-950. Den SWAXS instrument støttes også i en del av US Department of Energy, under Award No DE-NE0000325.

1. Klargjøring av Sample <ol><li> Bruke en nål til å fjerne noe av prøven fra prøvebeholderen. * </li><li> Bruk nålen å fylle kapillær (maksimum diameter på 2,2 mm) med prøven. Kapillæret må fylles mellom 2 og 3 cm fra bunnen. </li><li> Lukk kapillær ved smelting voks på spissen sin. </li><li> Skru vakuum prøveholderen fra systemet. </li><li> Ta kapillære ved smeltet enden (voks ende) og sett un-smeltet enden inn i prøveholderen. </li><li> Plasser holderen tilbake i systemet og skru på plass. </li></...

<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>

Sammenlignende prosedyren for SWAXS systemet tillater for mange variabler som skal bestemmes fra eksperimentell analyse. Parametrene som er oppnådd fra analysen kan brukes til ulike formål i henhold til prøven og eksperimentelle oppsett. SAXS gir informasjon om nanoskala størrelse og form av objektet, mens WAXS fokuserer på atom og mikroskala struktur (f.eks molekylær gitter, enhetscellen dimensjon symmetri). Mer spesifikt, for partikler i fortynnede løsninger, kan SAXS studere radius GYRATION, partikkel...

<table border="1"><tbody><tr><td> Navnet på produktene </td><td> Selskapet </td></tr><tr><td> Den System3 Small-og vidvinkel X-ray spredning (SWAXS) Kamera </td><td> Hecus XRS og IBN, Graz, Østerrike </td></tr><tr><td> Gnom </td><td> ATSAS 2,3 pakke D. Svergun EMBL-Hamburg </td></tr></tbody></table>

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

I denne utredningen, er liten og Vidvinkel X-ray spredning (SWAXS) analyse av makromolekyler demonstrert gjennom eksperimentering. SWAXS er en teknikk der X-stråler er elastisk spredt av en inhomogen utvalget i nm-range på små vinkler (typisk 0,1 - 5 °) og brede vinkler (typisk&gt; 5 °). Denne teknikken gir informasjon om formen, størrelsen og fordelingen av makromolekyler, karakteristiske avstand av delvis sortert materiale, porestørrelser, og overflate-til-volum-forhold. Liten vinkel røntgen Scattering (SAXS) er i stand til å levere strukturell informasjon av makromolekyler mellom 1 og 200 nm, mens vidvinkel Røntgen Scattering (WAXS) kan løse enda mindre Bragg avstanden av prøver mellom 0,33 nm og 0,49 nm basert på spesifikk systemoppsett og detektoren. Avstanden bestemmes fra Braggs lov og er avhengig bølgelengde og hendelsen vinkel. I et SWAXS eksperiment kan materialene være faststoffeller flytende og kan inneholde faste, flytende eller gassformige domener (såkalte partikler) av den samme eller et annet materiale i en hvilken som helst kombinasjon. SWAXS programmer er svært bred og omfatter kolloider av alle typer: metaller, kompositter, sement, olje, polymerer, plast, proteiner, mat og legemidler. For faste prøver, blir tykkelsen begrenset til ca 5 mm. Bruk av en lab-baserte SWAXS instrument er beskrevet i denne artikkelen. Med tilgjengelig programvare (f.eks gnom-ATSAS 2,3 pakke D. Svergun EMBL-Hamburg og EasySWAXS programvare) for SWAXS systemet, kan et eksperiment bli gjennomført for å fastslå visse parametre av interesse for gitt prøve. Ett eksempel på en biologisk makromolekyl eksperiment er analysen av 2 vekt% lysozym i en vannbasert vandig buffer som kan velges og fremstilles gjennom en rekke metoder. Utarbeidelse av utvalget følger retningslinjene nedenfor i utarbeidelsen av Sample delen. Gjennom SWAXS eksperimentering,viktige strukturelle parametere av lysozym, f.eks radius GYRATION, kan analyseres.

SAXS og WAXS helt kan gi strukturell informasjon av prøven gjennom de følgende parametere: radius av GYRATION, partikkelstørrelse og form, løsning struktur faktor, spesifikk indre overflate og porestørrelse, gitter type og dimensjon, og elektrontettheten 1. SAXS og WAXS kan også brukes til studiet av protein dynamikk 2. Den strukturelle informasjon SWAXS eksperimenter oppnås ved å sammenligne den eksperimentelt påvist spektra og beregningsorientert resultatene ...

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

Demonstrasjonen av den lille og vidvinkel X-ray spredning (SWAXS) prosedyren har blitt instrumental i studiet av biologiske makromolekyler. Gjennom bruk av instrumentering og prosedyrer for bestemte vinkel metoder og forberedelse, viser de eksperimentelle data fra SWAXS atom og nano-skala karakterisering av makromolekyler.

Små og vidvinkel X-ray spredning Studier av biologiske makromolekyler i 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

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

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

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 for kjemisk syntese og Time-løst mekanistiske studier

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

Karakterisering av multi-lagdelt skjell (<em&gt; Atractosteus spatel</em&gt;) Bruke Nanoindentation, X-ray CT, FTIR, og 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

Studerer Soft-materie og biologiske systemer over et bredt Lengde skala fra nanometer og mikrometer Størrelser på Small-vinkel Neutron Diffractometer 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

Den Arteriovenøs (AV) Loop i et lite dyr modell for å studere Angiogenese og vaskularisert Tissue Engineering

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

En ny teknikk for generering og Observing Chemiluminescence i en biologisk Setting

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

Mønstre bioaktive proteiner eller peptider på Hydrogel bruker fotokjemi for biologiske programmer

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

Bruke Nanoplasmon-forbedret spredning og lav forstørrelse mikroskop Imaging å kvantifisere tumor-avledet Exosomes

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

Bruk av Micro X-ray beregnet tomografi med Phosphotungstic acid forberedelse til å visualisere Human Fibromuscular tissue

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