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 vill tacka Dr Manfred Kriechbaum av Hecus XRS och Institutet för Biofysik och nanosystem Forskning vid österrikiska vetenskapsakademin i Graz, Österrike. LL och XW stöddes delvis av US Department of Energy, enligt NERI-C Award nr DE-FG07-07ID14889 och US Nuclear Regulatory Commission, enligt Award nr NRC-38-08-950. Den SWAXS instrumentet också delvis stöd i US Department of Energy, enligt Award nr DE-NE0000325.

1. Beredning av provet <ol><li> Använd en nål för att avlägsna en del av provet från provbehållaren. * </li><li> Använd nålen att fylla kapillären (maximal diameter på 2,2 mm) med provet. Kapillären måste fyllas mellan 2 och 3 cm från botten. </li><li> Stäng kapillären genom smältning vax på sin spets. </li><li> Skruva loss hållaren vakuum prov från systemet. </li><li> Ta kapillären i smält änden (vax slutet) och sätt i icke-kondenserade änden i provhållaren. </li><li> Placera hållaren tillba...

<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>

Den jämförande förfarande för SWAXS systemet tillåter för många variabler som skall fastställas av experimentell analys. De parametrar som uppnås från analysen kan användas för olika ändamål beroende på provet och experimentuppställning. SAXS ger information om nanonivå storlek och form på objektet, medan WAXS fokuserar på atom-och mikroskala struktur (t.ex. molekylär gitter, enhetscelldimension symmetri). Mer specifikt, för partiklar i utspädda lösningar, kan SAXS studera tröghetsradie,...

<table border="1"><tbody><tr><td> Namn på produkter </td><td> Företag </td></tr><tr><td> Det System3 Små och vidvinkel röntgenspridning (SWAXS) Kamera </td><td> Hecus XRS och Ibn, Graz, Österrike </td></tr><tr><td> GNOM </td><td> ATSAS 2,3 paket av D. Svergun EMBL-Hamburg </td></tr></tbody></table>

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

I detta dokument är liten och vidvinkel röntgenspridning (SWAXS) analys av makromolekyler visas genom experiment. SWAXS är en teknik där röntgenstrålar elastiskt spritts av en inhomogen prov i nm-området vid små vinklar (typiskt 0,1 till 5 °) och breda vinklar (typiskt&gt; 5 °). Denna teknik ger information om form, storlek och fördelning av makromolekyler, karakteristiska avstånd av delvis ordnade material, porstorlekar och surface-to-volymförhållandet. Liten vinkel X-ray scattering (SAXS) kan leverera strukturell information av makromolekyler mellan 1 och 200 nm, medan vidvinkel X-ray scattering (WAXS) kan lösa ännu mindre Bragg avståndet av prover mellan 0,33 nm och 0,49 nm baserade på specifikt system installation och detektor. Avståndet bestäms från Braggs lag och är beroende på våglängden och infallsvinkeln. I ett SWAXS experiment kan materialen vara fastaeller flytande och kan innehålla fasta, flytande eller gasformiga domäner (så kallade partiklar) av samma eller annat material i någon kombination. SWAXS applikationer är mycket bred och omfattar kolloider av alla typer: metaller, kompositer, cement, olja, polymerer, plaster, proteiner, livsmedel och läkemedel. För fasta prover, är tjockleken begränsad till ungefär 5 mm. Användning av ett labb-baserade SWAXS instrument beskrivs i detta dokument. Med tillgänglig programvara (t.ex. GNOM-ATSAS 2,3 paket av D. Svergun EMBL-Hamburg och EasySWAXS programvara) för SWAXS systemet kan ett experiment utföras för att bestämma vissa parametrar av intresse för givet prov. Ett exempel på en biologisk makromolekyl experiment är analysen av 2 vikt-% lysozym i en vatten-baserad vattenhaltig buffert som kan väljas och framställas genom ett stort antal metoder. Beredningen av provet följer riktlinjerna nedan i Provberedning sektionen. Genom SWAXS experiment,viktiga strukturella parametrar för lysozym, t.ex. tröghetsradie, kan analyseras.

SAXS och WAXS helt kan ge strukturell information om provet genom följande parametrar: tröghetsradie, partikelstorlek och form, lösning struktur faktor, specifik inneryta och porstorlek, gitter typ och dimension, och elektrontätheten 1. SAXS och WAXS kan också användas för att studera protein dynamik 2. Den strukturella informationen av SWAXS experiment erhålls genom att jämföra den experimentellt detekterade spektra och beräkningsresultat i systemet. De ber?...

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

Demonstrationen av de små och vidvinkel röntgenspridning (SWAXS) förfarande har blivit avgörande för studier av biologiska makromolekyler. Genom användning av instrumentering och förfaranden för specifik vinkel metoder och förberedelse, visar experimentella data från SWAXS atom-och nanonivå karakterisering av makromolekyler.

Små och Wide Angle X-ray scattering Studier av biologiska makromolekyler i lösning

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

Electrospinning grundprinciper: Optimera Solution och Parametrar Apparatus

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

Tillverkning av elektrokemiska-DNA biosensorer för att Reagentless Upptäckt av nukleinsyror, proteiner och små molekyler

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 för kemisk syntes och tidsupplöst Mekanistiska 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 flera skikt av fiskfjäll (<em&gt; Atractosteus spatel</em&gt;) Använda Nanoindentation, röntgen CT, FTIR, och 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

Studera Soft-materia och biologiska system över ett brett Längd skala från nanometer och mikrometer storlek vid liten 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

Arteriovenös (AV) Loop i en liten djurmodell för att studera Angiogenes och vaskulariserad 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 teknik för att generera och observera Chemiluminescence i en biologisk inställning

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

Mönstring bioaktiva proteiner eller peptider på Hydrogel med fotokemi för biologiska tillämpningar

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

Använda Nanoplasmon-Enhanced spridning och låg förstoring Mikroskop Imaging att kvantifiera tumör-derived Exosomer

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

Användning av Micro röntgen datortomografi med Phosphotungstic syra förberedelse för att visualisera mänskliga Fibromuskulära vävnad

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