Name: high-resolution neutron spectroscopy to study picosecond-nanosecond dynamics of proteins and hydration water
Uploaded: 2022-04-28T13:10:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about High-Resolution Neutron Spectroscopy to Study Picosecond-Nanosecond Dynamics of Proteins and Hydration Water at JoVE.com

Författarna är tacksamma mot Michaela Zamponi vid Jülich Centre for Neutron Science vid Heinz Maier-Leibnitz Zentrum, Garching, Tyskland, för en del av neutronspridningsexperimenten som utförts på instrumentet SPHERES. Detta arbete har gynnats av verksamheten i konsortiet Deuteration Laboratory (DLAB) som finansieras av Europeiska unionen enligt kontrakten HPRI-2001-50065 och RII3-CT-2003-505925, och från UK Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC)-finansierad verksamhet inom Institut Laue Langevin EMBL DLAB under bidrag GR/R99393/01 och EP/C015452/1. Stöd från Europeiska kommissionen inom sjunde ramprogrammet genom nyckelåtgärden: förstärkning av det europeiska området för forskningsverksamhet, forskningsinfrastruktur erkänns [kontrakt 226507 (NMI3)]. Kevin Pounot och Christian Beck tackar det federala ministeriet för utbildning och forskning (BMBF, bidragsnummer 05K19VTB) för finansiering av sina postdoktorala stipendier.

1. Förbered den deutererade bufferten för proteiner i flytande tillstånd
<ol><li>Lös upp alla buffertkomponenter i renD2O.</li>
	<li>Om pH-elektroden kalibrerades iH2O, justera pD enligt formeln pD = pH + 0,4 med NaOD eller DCl34. OBS: Användningen av D2O i stället förH2Okan påverkaproteinlösligheten och buffertförhållandena kan behöva anpassas (t.ex. genom en liten förändring av saltkoncentrationen).</li>
</ol><p clas...

Neutronspektroskopi är den enda metoden som gör det möjligt att undersöka den ensemble-genomsnittliga ps-ns-dynamiken hos proteinprover oavsett proteinets storlek eller lösningens komplexitet när deuteration används6. Specifikt, genom att undersöka självdiffusion av proteinaggregat i lösning, kan den hydrodynamiska storleken hos sådana sammansättningar entydigt bestämmas. Icke desto mindre begränsas metoden vanligen av det låga neutronflödet, vilket innebär långa förvärvstider ...

Neutronen är en laddningsfri och massiv partikel som framgångsrikt har använts genom åren för att undersöka prover inom olika områden från grundläggande fysik till biologi1. För biologiska tillämpningar används neutronspridning med liten vinkel, inelastisk neutronspridning och neutronkristallografi och reflektometri i stor utsträckning 2,3,4. Inelastisk neutronspridning ger en ensemble-medelvärdesmätning av dynamiken utan att kräva specifik märkning i sig, och en signalkvalitet som inte beror på storleken eller proteinet5. Mätningen kan göras med hjälp av en mycket komplex miljö för proteinet som studeras som efterliknar det intracellulära mediet, såsom ett deutererat bakteriellt lysat eller till och med in vivo 3,6,7. Olika experimentella uppställningar kan användas för att studera dynamiken, nämligen i) time-of-flight-giving access to sub-ps-ps dynamics, ii) backscattering-giving access to ps-ns dynamics, och iii) spin-echo-giving access to dynamics from ns to hundreds ns. Neutronåterspridning använder Braggs lag 2d sinθ = nλ, där d är avståndet mellan plan i en kristall, θ spridningsvinkeln, n spridningsordningen och λ våglängden. Användningen av kristaller för bakåtspridning mot detektorerna möjliggör en hög upplösning i energi, typiskt ~ 0,8 μeV. För att mäta energiutbytet används antingen en dopplerdrivenhet som bär en kristall i backscattering för att definiera och ställa in den inkommande neutronvåglängden 8,9,10 (figur 1), eller en flygtidsinställning kan användas på bekostnad av en minskning av energiupplösningen 11.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63664/63664fig01.jpg"> Figur 1: Skiss av en neutronspridningsspektrometer med dopplerdrift. Den inkommande strålen träffar fasrumstransformationen (PST) chopper42, vilket ökar flödet vid provpositionen. Den sprids sedan bakåt mot provet av dopplerdrivningen, som väljer en energi E1 (cyanpil). Neutronerna sprids sedan av provet (med olika energier representerade av pilarnas färg) och analysatorerna, gjorda av Si 111-kristaller, kommer bara att sprida neutroner med en specifik energi E0 (rödfärgade pilar här). Därför erhålls momentöverföringen q från neutronens detekterade position på detektormatrisen och energiöverföringen erhålls från skillnaden E1- E0. Den flygtid som förväntas för neutronpulsen som produceras av PST används för att kassera signalen från neutronerna spridda direkt mot detektorrören. Förkortning: PST = fasrymdtransformation. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63664/63664fig01large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna figur.</a>
För backscatteringspektroskopi kommer det huvudsakliga bidraget till signalen från väteprotonrika prover, såsom proteiner, från inkoherent spridning, för vilken spridningsintensiteten Sinc (q, ω) visas av Eq (1) 12
<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/63664/63664eq01.jpg" style="margin: auto;"> (1)
Därσ inc är det osammanhängande tvärsnittet av det element som beaktas, är k' normen för den spridda vågvektorn, k normen för den inkommande vågvektorn, q (= k - k') momentöverföringen, r j (t) positionsvektorn för atom j vid tiden t och ω frekvensen som motsvarar energiöverföringen mellan den inkommande neutronen och systemet. Vinkelparenteserna anger ensemblemedelvärdet. Därför undersöker inkoherent spridning ensemblemedelvärdet av enpartikels självkorrelation av atompositioner med tiden och ger självdynamiken i genomsnitt över alla atomer i systemet och olika tidsursprung (ensemblemedelvärde). Spridningsfunktionen är Fouriertransformen i tiden av den mellanliggande spridningsfunktionen I(q, t), som kan ses som Fouriertransformen i rummet av van Hove-korrelationsfunktionen som visas av Eq (2):
<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/63664/63664eq02.jpg" style="margin: auto;"> (2)
Där ρ(r,t) är sannolikhetstätheten för att hitta en atom vid position r och tiden t 13.
För en fickiansk diffusionsprocess resulterar självdiffusionsfunktionen (se Eq (3)) efter en dubbel Fouriertransform i en spridningsfunktion bestående av en Lorentzian med linjebredd given av γ = Dq2.
<img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/63664/63664eq10.jpg" style="margin: auto;"> (3)
Mer sofistikerade modeller utvecklades och befanns användbara såsom hoppdiffusionsmodellen av Singwi och Sjölander för ps-ns interna proteindynamik14 eller rotationsmodellen av Sears för hydratiseringsvatten15,16,17.
På neutronspridningsinstrumentet IN16B 8,9 vid ILL, Grenoble, Frankrike (kompletterande figur S1) består en inställning som vanligtvis används med proteiner av Si 111-kristaller för analysatorerna med en dopplerdrivning för att ställa in den inkommande våglängden (kompletterande figur S2A), vilket ger tillgång till momentöverföringsområdet ~ 0,2 Å-1 < q < ~ 2 Å-1 och energiöverföringsområdet -30 μeV < <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/63664/63664eq03.jpg" style="margin: auto;"> < 30 μeV motsvarande tidsskalor från några ps till några ns och avstånd på några Å. Dessutom erbjuder IN16B möjligheten att utföra elastiska och oelastiska skanningar med fasta fönster (E/IFWS)10, vilket inkluderar datainsamling vid en fast energiöverföring. Eftersom flödet är begränsat vid arbete med neutroner möjliggör E/IFWS maximering av flödet för en energiöverföring, vilket minskar förvärvstiden som behövs för att uppnå ett tillfredsställande signal-brusförhållande. Ett nyare alternativ är backscattering och time-of-flight spectrometer (BATS) mode11, som möjliggör mätning av ett brett spektrum av energiöverföringar, (t.ex. -150 μeV < < <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/63664/63664eq03.jpg" style="margin: auto;"> 150 μeV), med ett högre flöde än med dopplerdriften, men på bekostnad av en lägre energiupplösning (kompletterande figur S2B).
En viktig egenskap hos neutronspridning är att det inkoherenta tvärsnittet σinc har ett 40 gånger högre värde för väte än för deuterium och är försumbar för andra element som vanligtvis finns i biologiska prover. Därför kan dynamiken hos proteiner i en flytande miljö studeras med hjälp av en deutererad buffert, och pulvertillståndet möjliggör studier av antingen proteinets inre dynamik med hydrerat proteinpulver hydratiserat med D2O, eller studien av hydratiseringsvatten för perdeutererat proteinpulver hydratiserat medH2O. I flytande tillstånd tillåter neutronåterspridning typiskt samtidig åtkomst till masscentrets självdiffusion av proteiner (diffusion av fickian-typ) och deras interna dynamik. De senare är ryggrads- och sidokedjerörelser som vanligtvis beskrivs av den så kallade hoppdiffusionsmodellen eller andra 3,18. I hydrerade proteinpulver saknas proteindiffusionen och endast intern dynamik behöver modelleras. För hydratiseringsvatten uppvisar bidragen från translationella och roterande rörelser av vattenmolekyler ett annat beroende av momentöverföringen q, vilket möjliggör deras distinktion i dataanalysprocessen17.
Denna artikel illustrerar neutronspridningsmetoden med studier av proteiner som visade sig kunna utvecklas, aggregera till en kanonisk form bestående av staplar av β-strängar - det så kallade kors-β mönstret19,20 - och bilda långsträckta fibrer. Detta är den så kallade amyloidaggregeringen, som studeras omfattande på grund av dess centrala roll i neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers eller Parkinsons sjukdomar21,22. Studien av amyloidproteinerna motiveras också av den funktionella roll de kan spela 23,24 eller deras höga potential för utveckling av nya biomaterial25. De fysikalisk-kemiska determinanterna för amyloidaggregeringen är fortfarande oklara, och ingen allmän teori om amyloidaggregering finns tillgänglig, trots enorma framsteg under de senaste åren21,26.
Amyloidaggregering innebär förändringar i proteinstruktur och stabilitet med tiden, vars studie naturligtvis innebär dynamik, kopplad till proteinkonformationsstabilitet, proteinfunktion och proteinenergilandskap27. Dynamik är direkt kopplad till stabiliteten hos ett specifikt tillstånd genom det entropiska bidraget för de snabbaste rörelserna28, och proteinfunktionen kan upprätthållas av rörelser på olika tidsskalor från sub-ps för ljuskänsliga proteiner29 till ms för domänrörelser, vilket kan underlättas av picosecond-nanosecond dynamics30.
Två exempel på att använda neutronbackspridningsspektroskopi för att studera amyloidproteiner kommer att presenteras, ett i flytande tillstånd för att studera proteindynamik och ett i hydratiserat pulvertillstånd för att studera hydratiseringsvattendynamik. Det första exemplet gäller aggregering av lysozym i μm-sfärer (kallade partiklar) följt i realtid5, och det andra en jämförelse av vattendynamik i naturliga och aggregerade tillstånd av det humana proteinet tau31.
Lysozym är ett enzym som är involverat i immunförsvaret och består av 129 aminosyrarester. Lysozym kan bilda partiklar i deutererad buffert vid pD 10,5 och vid en temperatur på 90 °C. Med neutronspridning visade vi att tidsutvecklingen av massdiffusionskoefficienten för lysozym följer den enda exponentiella kinetiken för tioflavin T-fluorescens (en fluorescerande sond som används för att övervaka bildandet av amyloidkors-β mönster32), vilket indikerar att bildningspartikelformiga överbyggnader och kors-β mönster förekommer i ett enda steg med samma hastighet. Dessutom förblev den interna dynamiken konstant under hela aggregeringsprocessen, vilket kan förklaras antingen av en snabb konformationsförändring som inte kan observeras på NBS-instrument eller av frånvaron av signifikant förändring i proteinets interna energi vid aggregering.
Det humana proteinet tau är ett egenstört protein (IDP) som består av 441 aminosyror för den så kallade 2N4R-isoformen, som är särskilt involverad i Alzheimers sjukdom33. Med hjälp av neutronåterspridning på pulver av perdeutererat protein tau visade vi att hydratiseringsvattendynamiken ökar i fibertillståndet, med en högre population av vattenmolekyler som genomgår translationella rörelser. Resultatet tyder på att en ökning av hydreringsvattenentropi kan driva amyloidflimmer av tau.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Aluminum sample holder</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Not commercially available. Either the local contact on the instrument can provide them or they can be manufactured based on a technical drawing that can be provided by the local contact.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deuterium chloride, 35 wt. % in D2O, &#8805;99 atom % D</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td> 
			543047</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deuterium oxide (D, 99.9%)</td>
			<td>Eurisotop</td>
			<td>DLM-4DR-PK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dow Corning high-vacuum silicone grease</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z273554-1EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 96%, EMSURE Reag. Ph Eur</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>1.5901</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass dessicator</td>
			<td>VWR</td>
			<td>&#160; 75871-660</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass dessicator plate, 140 mm</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89038-068</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Indium wire, 1.0 mm (0.04 in) dia, Puratronic, 99.999%</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>00470.G1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lysozyme from chicken egg white dialyzed, lyophilized, powder, ~100,000 U/mg</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>62970</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nPDyn</td>
			<td></td>
			<td>v3.x</td>
			<td>see github.com/kpounot/nPDyn, model functions fot fitting also included in the software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OHAUS AX324 Adventurer balance, internal calibration</td>
			<td>Dutscher</td>
			<td>92641</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphorus pentoxide, ReagentPlus, 99%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>214701</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette ErgoOne 0.5-10 &#956;L</td>
			<td>Starlab</td>
			<td>S7100-0510</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette ErgoOne 100-1,000 &#956;L</td>
			<td>Starlab</td>
			<td>S7100-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette ErgoOne 20-200 &#956;L</td>
			<td>Starlab</td>
			<td>S7100-2200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tip TipOne 1,000 &#956;L</td>
			<td>Starlab</td>
			<td>S1111-6001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tip TipOne 10 &#956;L</td>
			<td>Starlab</td>
			<td>S1111-3200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette tip TipOne 200 &#956;L</td>
			<td>Starlab</td>
			<td>S1111-0206</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium deuteroxide solution, 40 wt. % in D2O, 99.5 atom % D</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>372072</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

high-resolution neutron spectroscopy to study picosecond-nanosecond dynamics of proteins and hydration water

Neutronspridning erbjuder möjligheten att undersöka dynamiken i prover för ett brett spektrum av energier på ett icke-destruktivt sätt och utan annan märkning än deuterium. I synnerhet registrerar neutronspridningsspektroskopi spridningssignalerna vid flera spridningsvinklar samtidigt och är väl lämpad för att studera dynamiken i biologiska system på ps-ns tidsskala. Genom att använda D2O-och eventuellt deutererade buffertkomponenter möjliggör metoden övervakning av både masscentrumdiffusion och ryggrads- och sidokedjerörelser (inre dynamik) hos proteiner i flytande tillstånd.
Dessutom kan hydratiseringsvattendynamik studeras genom att använda pulver av perdeutererade proteiner hydratiserade medH2O. Denna uppsats presenterar arbetsflödet som används på instrumentet IN16B vid Institut Laue-Langevin (ILL) för att undersöka protein- och hydratiseringsvattendynamik. Beredningen av lösningsprover och hydratiserade proteinpulverprover med ångutbyte förklaras. Dataanalysproceduren för både protein- och hydratiseringsvattendynamik beskrivs för olika typer av dataset (kvasielastiska spektra eller fasta fönsterskanningar) som kan erhållas på en neutronspridningsspektrometer.
Metoden illustreras med två studier med amyloidproteiner. Aggregeringen av lysozym i sfäriska aggregat av μm-storlek - betecknade partiklar - visas ske i en enstegsprocess på rymd- och tidsintervallet som sonderas på IN16B, medan den interna dynamiken förblir oförändrad. Vidare studerades dynamiken hos hydratiseringsvatten av tau på hydratiserade pulver av perdeuterat protein. Det visas att translationella rörelser av vatten aktiveras vid bildandet av amyloidfibrer. Slutligen diskuteras kritiska steg i protokollet för hur neutronspridning positioneras när det gäller studier av dynamik med avseende på andra experimentella biofysiska metoder.

Aggregeringen av lysozym till partiklar utfördes vid 90 °C med en proteinkoncentration på 50 mg/ml i en deutererad buffert (0,1 M NaCl vid pD 10,5). Partikelbildningen utlöses av temperaturökningen till 90 °C och sker inom 6 timmar (kompletterande figur S8). Datainsamlingen utfördes på IN16B, som beskrivs i protokollet ovan (data är permanent kuraterade av ILL och tillgängliga vid http://dx.doi.org/10.5291/ILL-DATA.8-04-811).
Ett QENS-spektrum förvärvades vid 7 °C...

Watch this Scientific Journal Video about High-Resolution Neutron Spectroscopy to Study Picosecond-Nanosecond Dynamics of Proteins and Hydration Water at JoVE.com

High-Resolution Neutron Spectroscopy to Study Picosecond-Nanosecond Dynamics of Proteins and Hydration Water

Neutronbackspridningsspektroskopi erbjuder en icke-destruktiv och etikettfri tillgång till ps-ns-dynamiken hos proteiner och deras hydratiseringsvatten. Arbetsflödet presenteras med två studier på amyloidproteiner: på den tidsupplösta dynamiken av lysozym under aggregering och på hydratiseringsvattendynamiken hos tau vid fiberbildning.

Högupplöst neutronspektroskopi för att studera pikosekund-nanosekunddynamik hos proteiner och hydratiseringsvatten

Neutron scattering offers the possibility to probe the dynamics within samples for a wide range of energies in a nondestructive manner and without ...

Neutronbackscatterings mäter global diffusion och inre dynamik hos proteiner och hydratiseringsvatten utan strålningsskador. Neutronspektroskopi har samtidigt tillgång till rumsliga och tidskorrelationer på molekylär nivå. I mjuk materia och biologiska material är det särskilt intressant att få indirekt information om lokal ordning på dessa långväga störningssystem.Så neutronspridning kan användas för att studera dynamik i biologi, kemi eller materiell mening. Ett annat starkt område är energi, med studier på bland annat batterier och bränsleceller. Neutronåterspridning har använts framgångsrikt för att studera den molekylära dynamiken hos proteiner som är involverade i neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers och Parkinsons.De erhållna resultaten hjälper oss att bättre förstå de molekylära kännetecknen för dessa patologier och kan bana väg för att utveckla bättre diagnostik. För att förbereda provhållaren, börja med att noggrant rengöra en platt aluminiumprovhållare och dess indiumtrådtätning och skruvar med vatten, följt av etanol, och låt den sedan torka. Väg de olika delarna av provhållaren, inklusive botten, locket och indiumtråden, separat på en precisionsvåg.Placera tätningen av en millimeter indiumtråd i spåret på provhållarens nedre del och lämna en liten överlappning där de två ändarna förenas. Tillsätt cirka 100 milligram frystorkat protein så att det fyller den inre ytan av provhållarens nedre del. Placera sedan provhållaren i en exsickator med en petriskål som innehåller fosforpentoxidpulver i 24 timmar för att helt torka proteinpulvret.Väg den torkade bottendelen av provhållaren med indiumförseglingen och det torkade pulvret så att massan av det torkade provet erhålls. Ta bort fosforpentoxiden från exsickatorn och lägg en petriskål med deuteriumoxid samt provet inuti för hydratisering av pulvret. Upprepa torkningen och hydreringen tre gånger för fullständigt utbyte av väte till deuterium.Mät pulvermassan regelbundet för att kontrollera hydratiseringsnivån och när hydreringen är något över önskad nivå, vänta tills massan minskar långsamt. När önskad hydrering har erhållits, sätt snabbt locket på den nedre delen och stäng provhållaren först med fyra skruvar för att stoppa ångutbytet. Placera och dra åt alla återstående skruvar tills inget mellanrum syns mellan bottendelen och locket.Väg den förseglade provhållaren för att kontrollera eventuell vätskeförlust via läckage efter neutronexperimentet. För beredning av vätskeprovet, lös upp proteinet i den deutererade bufferten. Bestäm med vatten lämplig vätskevolym som ska placeras i provhållaren.Innan du hanterar något material, se till att joniserande strålningsdosen är mindre än 100 mikrosievert per timme. Torka sedan provpinnen noggrant och ta bort eventuella tidigare prover. Placera provet på provpinnen, kontrollera att det är korrekt centrerat i förhållande till strålens centrum och sätt in provpinnen i kryougnen.För att hämta data i Nomad, gå till fliken Körning och dra och släpp en ugnskryostatstyrenhet i startfönstret. Ställ in temperaturen på 200 Kelvin. Använd snabbläget och en timeout på 30 minuter så att temperaturen hinner stabiliseras.Klicka på uppdateringsikonen för att köra temperaturrampen i bakgrunden för datainsamling under temperaturminskningen. Dra och släpp inställningsreglaget IN16 Doppler i startfönstret. Ställ in hastighetsprofilen på exakt hastighet, ställ in av till max delta E, energiförskjutningen till 0,00 mikroelektronvolt och antalet kanaler till 128 för att få en elastisk fast fönsterskanningskonfiguration.Dra och släpp en räkningskontroll i startfönstret, fyll undertextfältet med ett namn som gör det enkelt att identifiera data och ställ in skanningar på 30 sekunder med 60 repetitioner. Dra och släpp sedan IN16 Doppler-inställningskontrollen i startfönstret. Ställ in hastighetsprofilen för att signera, ställa in med hastighet med ett värde på 4,5 meter per sekund och antalet kanaler till 2048 för att få en kvasielastisk neutronspridningskonfiguration.Dra och släpp en räkningskontroll och fyll i undertextfältet med ett namn som gör det enkelt att identifiera data. Ställ in skanningar på 30 minuter med fyra repetitioner. För temperaturrampen, dra och släpp en ugnskryostatregulator, ställ in temperaturen på 310 Kelvin och ställ in rampen för att ställa in värdet med ett delta på 0,05 Kelvin i sex sekunder.Använd en tidsgräns på 200 minuter. Använd en for-slinga med 65 repetitioner. Inuti, sätt in en IN16 dopplerinställningskontroll, följt av räkningsregulatorn och ställ in en enda skanning på 30 sekunder.Sätt sedan in IN16 Doppler-inställningar enligt beskrivningen tidigare, men med en energiförskjutning på 1,5 mikroelektronvolt och 1024 kanaler. Sätt sedan in räkningskontrollen och ställ in en enda skanning på tre minuter. För att få den sista kvasielastiska neutronspridningen av 312 Kelvin, dra och släpp IN16 Doppler-inställningarna och räkna styrenheter konfigurerade som tidigare visats.Tryck sedan på startknappen för att köra skriptet. De lysosomelastiska och oelastiska fasta fönsterskanningarna visade en ökning av signalen vid låg momentöverföring och låg energiöverföring, medan signalen vid hög energiöverföring och låg momentöverföring minskade. Det ursprungliga centrumet för massdiffusionskoefficienten var 15 ångström kvadrat per nanosekund, vilket sedan exponentiellt minskade över tiden.Vid temperaturer högre än 220 Kelvin var hydratiseringsvattnet runt taufibrerna betydligt mer rörligt än runt taumonomererna. Fraktionen av vattenmolekyler som genomgick translationell rörelse och både translationella och rotationsdiffusionskoefficienter för vattenmolekylerna ökades runt fibrer. Proteinkoncentrationen bör vara 2000 mg per ml eller minst 20 mg per ml för proteinproteiner på grund av neutronspridningsbegränsningar från neutronflöde eller buffertbakgrund för provhållare.Neutronbackscattering har nyligen tillämpats, till exempel för att förstå hur vatten, som är de naturliga miljöproteinerna, helt kan ersättas av en syntetisk polymer för bioteknologisk tillämpning som till exempel läkemedelsleverans.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy for the Identification of Multiple Phosphorylations of Intrinsically Disordered Proteins

Kärnmagnetisk resonansspektroskopi för identifiering av flera fosforyleringar av egen Oordnade proteiner

Aggregates of the neuronal Tau protein are found inside neurons of Alzheimer's disease patients. Development of the disease is accompanied by increased, ...

High-resolution Single Particle Analysis from Electron Cryo-microscopy Images Using SPHIRE

Högupplösande enkelpartikelanalys från elektronkryo-mikroskopi bilder med hjälp av SPHIRE

SPHIRE (SPARX for High-Resolution Electron Microscopy) is a novel open-source, user-friendly software suite for the semi-automated processing of single ...

Covalent Immobilization of Proteins for the Single Molecule Force Spectroscopy

Kovalent immobilisering av proteiner för den enda molekyl kraft spektroskopin

In recent years, atomic force microscopy (AFM) based single molecule force spectroscopy (SMFS) extended our understanding of molecular properties and ...

Measuring Interactions of Globular and Filamentous Proteins by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR) and Microscale Thermophoresis (MST)

Measuring Interactions of Globular and Filamentous Proteins by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy NMR and Microscale Thermophoresis MST

Mäta interaktion av klotformig och fintrådiga proteiner av kärnmagnetisk resonansspektroskopi (NMR) och hur provtagningsutrustningen skall Thermophoresis (MST)

Filamentous proteins such as vimentin provide organization within cells by providing a structural scaffold with sites that bind proteins containing plakin ...

Using In Vitro Fluorescence Resonance Energy Transfer to Study the Dynamics Of Protein Complexes at a Millisecond Time Scale

Använda i Vitro fluorescens resonans energiöverföring att studera dynamiken i proteinkomplex på en millisekund tidsskala

Proteins are the primary operators of biological systems, and they usually interact with other macro- or small molecules to carry out their biological ...

High-Resolution Complexome Profiling by Cryoslicing BN-MS Analysis

Högupplöst Complexome-profilering genom att Cryoslicing BN-MS Analysis

Proteins generally exert biological functions through interactions with other proteins, either in dynamic protein assemblies or as a part of stably formed ...

An Integrated Raman Spectroscopy and Mass Spectrometry Platform to Study Single-Cell Drug Uptake, Metabolism, and Effects

En integrerad Raman spektroskopi och masspektrometri plattform för att studera Single-cell drog upptag, metabolism, och effekter

Cells are known to be inherently heterogeneous in their responses to drugs. Therefore, it is essential that single-cell heterogeneity is accounted for in ...

Transverse Sectioning of Mature Rice (Oryza sativa L.) Kernels for Scanning Electron Microscopy Imaging Using Pipette Tips as Immobilization Support

Transverse Sectioning of Mature Rice Oryza sativa L. Kernels for Scanning Electron Microscopy Imaging Using Pipette Tips as Immobilization Support

Tvärgående sektionering av moget ris (Oryza sativa L.) Kärnor för skanning av elektronmikroskopiavbildning med pipettespetsar som immobiliseringsstöd

Starch granules (SGs) exhibit different morphologies depending on the plant species, especially in the endosperm of the Poaceae family. Endosperm ...

Dual-Color Fluorescence Cross-Correlation Spectroscopy to Study Protein-Protein Interaction and Protein Dynamics in Live Cells

Fluorescens spektroskopi med dubbla färger för att studera protein-proteininteraktion och proteindynamik i levande celler

We present a protocol and workflow to perform live cell dual-color fluorescence cross-correlation spectroscopy (FCCS) combined with F&#246;rster Resonance ...

CD Spectroscopy to Study DNA-Protein Interactions

CD-spektroskopi för att studera DNA-proteininteraktioner

Circular dichroism (CD) spectroscopy is a simple and convenient method to investigate the secondary structure and interactions of biomolecules. Recent ...