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

Gostaríamos de agradecer ao Dr. Manfred Kriechbaum de XRS Hecus e do Instituto de Biofísica e Pesquisa Nanosystems da Academia Austríaca de Ciências, em Graz, na Áustria. LL e XW foram apoiados em parte pelo Departamento de Energia dos EUA, sob NERI-C Prêmio N ° DE-FG07-07ID14889, e dos EUA Comissão Reguladora Nuclear, sob n º Prêmio NRC-38-08-950. O instrumento SWAXS também é suportado, em parte, pelo Departamento de Energia dos EUA, sob Prêmio N ° DE-NE0000325.

1. Preparação da Amostra <ol><li> Use uma agulha para retirar alguma da amostra a partir do recipiente da amostra. * </li><li> Usar a agulha para encher o capilar (diâmetro máximo de 2,2 mm) com a amostra. O capilar deve ser cheio entre 2 e 3 cm do fundo. </li><li> Feche o capilar por cera derretida em sua ponta. </li><li> Desaparafusar o suporte de amostra do sistema de vácuo. </li><li> Leve o capilar até o final fundido (fim de cera) e insira a ponta não-fundido no suporte da amostra. </li><li> Colocar o supo...

<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>

O procedimento comparativo do sistema SWAXS permite numerosas variáveis ​​a serem determinadas a partir da análise experimental. Os parâmetros que são obtidos a partir da análise podem ser usados ​​para diferentes finalidades de acordo com a amostra e montagem experimental. SAXS fornece informações sobre o nano-escala de tamanho e forma do objecto, enquanto que se concentra em WAXS estrutura atómica e micro-escala (eg molecular reticulado, unidade de simetria dimensão da célula). Mais especifi...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome dos produtos </td><td> Companhia </td></tr><tr><td> O System3 pequena e grande-angular de espalhamento de raios X (SWAXS) Camera </td><td> Hecus XRS e IBN, Graz, Áustria </td></tr><tr><td> GNOM </td><td> ATSAS pacote de 2,3 por D. Svergun EMBL-Hamburgo </td></tr></tbody></table>

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

Neste artigo, Pequenas e Wide Angle X-ray Scattering análise (SWAXS) de macromoléculas é demonstrado através da experimentação. SWAXS é uma técnica na qual os raios X são elasticamente espalhados por uma amostra não homogéneo na gama nm-em ângulos pequenos (tipicamente 0,1 - 5 °) e ângulos de largura (normalmente&gt; 5 °). Esta técnica fornece informações sobre a forma, tamanho e distribuição de macromoléculas, distâncias característicos de materiais parcialmente ordenados, tamanhos de poro, e de superfície-para-volume. Pequeno ângulo de raios X Scattering (SAXS) é capaz de fornecer informação estrutural de macromoléculas entre 1 e 200 nm, enquanto Wide Angle X-ray Scattering (WAXS) podem resolver ainda menor espaçamento Bragg de amostras entre 0,33 nm e 0,49 nm com base na configuração do sistema específico e detector. O espaçamento é determinada a partir da lei de Bragg e é dependente do comprimento de onda e do ângulo de incidência. Em uma experiência SWAXS, os materiais podem ser sólidasou um líquido e pode conter sólidos, líquidos ou gasosos domínios (os chamados partículas) do mesmo material ou de outro, em qualquer combinação. Aplicações SWAXS são muito amplos e incluem colóides de todos os tipos: metais, compósitos, cimento, petróleo, polímeros, plásticos, proteínas, alimentos e produtos farmacêuticos. Para amostras sólidas, a espessura é limitado a cerca de 5 mm. O uso de um instrumento SWAXS baseado em laboratório é detalhado neste documento. Com o software disponível (por exemplo, GNOM-ATSAS pacote 2,3 por D. Svergun EMBL-Hamburg e software EasySWAXS) para o sistema SWAXS, uma experiência pode ser conduzida para determinar certos parâmetros de interesse para a amostra dada. Um exemplo de uma experiência de macromolécula biológica é a análise de 2% em peso de lisozima num tampão à base de água aquosa que pode ser escolhido e preparado através de vários métodos. A preparação da amostra segue as orientações abaixo na preparação da seção da amostra. Através da experimentação SWAXS,importantes parâmetros estruturais da lisozima, por exemplo, o raio de rotação, podem ser analisadas.

SAXS e WAXS completo pode fornecer informações sobre a estrutura da amostra através dos seguintes parâmetros: o raio de giração de tamanho de partícula e forma, o factor de estrutura de solução, superfície interna específica e dimensão de poro, tipo treliça e dimensão e densidade electrónica 1. SAXS e WAXS pode também ser aplicado ao estudo da dinâmica das proteínas 2. A informação estrutural de experiências SWAXS é obtida através da comparação ...

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

A demonstração do ângulo pequeno e amplo dispersão de raios X procedimento (SWAXS) tornou-se essencial para o estudo de macromoléculas biológicas. Através da utilização da instrumentação e procedimentos de métodos específicos de ângulo e de preparação, os dados experimentais dos SWAXS mostra a caracterização atómica e nano-escala de macromoléculas.

Pequenas e Wide Angle X-Ray Scattering Estudos de macromoléculas biológicas em solução

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

Fundamentos eletrofiação: Solução de Otimização e Parâmetros Aparelho

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

Bioengenharia

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

Fabricação de Eletroquímica-DNA Biossensores para Detecção Reagentless de ácidos nucléicos, proteínas e pequenas moléculas

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 para síntese química e resolvida no tempo estudos sobre os mecanismos

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

Caracterização de escamas de peixe multi-camadas (<em&gt; Atractosteus espátula</em&gt;) Usando Nanoindentação, X-ray CT, FTIR, e 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

Estudar Soft-matéria e Sistemas Biológicos longo de um comprimento escala larga de nanômetros e micrômetro Tamanhos no pequeno ângulo Neutron Difractï¿½etro 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

The Loop arteriovenosa (AV) em um modelo animal pequeno para estudar angiogénese e Engenharia de tecido vascularizado

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

Uma nova técnica para gerar e Observing Quimioluminescência em um ambiente Biológica

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

Padronização bioativas proteínas ou peptídeos em hidrogel usando fotoquímica para aplicações biológicas

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

Usando Nanoplasmon-Enhanced espalhamento e microscópio de baixa ampliação de imagem para quantificar Exosomas derivados do tumor

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

Uso do micro tomography computado do raio X com preparação ácida phosphotungstic para visualizar o tecido fibromuscular humano

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