Litet Meta Röntgar Spridning av Proteiner genom att använda Kameran för S3-Micro SAXS från Hecus

Litet och Brett meta Röntgar Spridningen (S/WAXS) är non-invasive analytiska tekniker som utforskar strukturera av non-crystalline eller delvis crystalline material. Både det supra eller macromolecular området såväl som det interatomic distanserar i lilla molekylar, eller kristaller utforskas.

Sätter In av Applikation:

• Polymrer
• VätskeKristaller
• Pudrar & Kräm- Utformningar
• Biopolymers
• Biomaterials
• Katalysatorer
• Nanomaterials
• Beläggningar & Filmar

Litet meta Röntgar spridning av proteiner - eller av nanoparticles i allmänhet - i lösning har bevisat att vara en värdesakmetod för deras (nano) strukturella karakterisering, och parameterizationnågot liknande storleksanpassar och formar. Den mest framstående parametern är partikelns radie av gyrationen Rg, en värdera som förbinder till storleksanpassa av partikeln, och, som kan lätt dras ut från den inre delen av en SAXS, buktar:

Mig ~ (q) Mig (0) *exp (- q*R/3²_g²) (1)

med I som är den spridda styrkan från ta prov, qet den reciprocal spridningvektorn (släkt till spridningen meta 2θ) och Iet (0) som är den extrapolerade styrkan till meta nolla. Förhållandet mellan q (reciprocal meterenheter, nm^-1 eller Å^-1) och 2θ (°, vinkelformiga enheter) ges vid q = 4π (sinθ)/λ, med 2θ som är spridningen, metar med hänsyn till incidentet strålar, och λ våglängden i nm eller Å av använda X-ray strålar.

I Fig.1 som den inre delen av SAXSEN buktar av BSA fungera som buffert in (I (q) _s), och av fungera som buffert (I (q) _b) visas. Den primära Släktingen strålar styrka, och exponeringstid var samma i båda mätningar därför som bakgrundskorrigeringen gjordes enkelt, genom subtraktion och att normalisera vid deras överföring T_s och T_b, respektive.

Mig (q) = I (q)_s /T_s - I (q)_b /T_b              (2)

Allmänt for utspädda proteinlösningar tar prov fungera som buffert överföringen av lösningen och ska är nästan samma, i Ts för detta detaljfall, och Tb var 0,32.

Figurera 1. SAXS-buktar av BSA 1,5% fungera som buffert in (rött), av fungera som buffert (gräsplan), och av BSA-fungera som buffert (blått), zoom in i den inre delen (0 < q < 0,2 Å^-1).

Figurera 2. Guinier-Täppan av SAXSEN buktar av BSA 1,5%. En värdera av 29,2 Å för R_g erhölls från slutta inom visad q-begränsar q_min och q_max av 0,018 < q < 0,05 Å^-1, med R*q som_gmax är 1,5.

Fig 2. visar att SAXS-bukta av 1,5% BSA som konspireras i linearized bildar av likställande 2, denkallade Guinierplot lnen (I (q)) vs Q.² De linjära sluttar är direkt proportionella till R som_g² resulterar i ett R, _g värderar av 29,2 ± 0,3 Å för partikeln.

Dessa bakgrund korrigerade SAXS-data i reciprocal utrymme har fouriertransformed in i verklig-utrymme som applicerar programet GNOM 4,5 (ATSAS paketerar). De enda matar in parametern för detta tillvägagångssätt är qet, _min och q_max värderar av SAXS-bukta, och det a-priori beräknade Det_max värderar, ett maximum storleksanpassar värderar upp till som verklig-utrymmet fungerar beräknas. Anseende av D_max förbinds med det tillgängliga qet_min värderar av spridningen buktar vid q_min < π/D._max Fungera, eller distansera-fördelning fungerar (se Fig.3), Som ett resultat oss erhåller verklig-utrymmet fungerar detkallade pet (r) -, som är karakteristisk för partikeln formar, storleksanpassar och inre enhetlighet för elektrontäthet.

Figurera 3. Distansera fördelning fungerar av 1,5% BSA i lösningen erhållande från SAXS-bukta i q-spänna av 0,026 < q < 0,3 Å^-1 genom att använda programet GNOM. Maximat partikel storleksanpassar är ungefärligt 100 Å (var fungera att närma sig 0). En värdera av 29,3 som ± 0,6 Å för Rg erhölls från pet (r) - fungera, som är i stort samma, som den erhölls självständigt från Guinier-Täppan i reciprocal utrymme.

En låg upplösning formar simulering från SAXS-datan gjordes som applicerar programet DAMMIN (ATSAS 2,3 paketerar). Försök för Detta program att finna dimensionella 3 formar vid en bestämd algoritm, genom att söka formad, anmärker vars beräknade teoretiskt spridning buktar passformar försöksvis erhållande. Inga a-priori antaganden gjordes. Fig. 4 visar resultatet av ett av den sådan körningen. Det måste att vara stressat att erhållande modellerar är av låg rumslig upplösning och är endast en av många möjligheten modellerar som passformar som den experimentella spridningen buktar i det försöksvis inskränkt, q-spänner. Det vanliga tillvägagångssättet skulle nu är att utföra många körningar av formar simuleringar på det samma experimentellt SAXS-buktar, därför att varje körda resultat i ett litet olikt modellerar formar. En i genomsnitt uppgå till `' modellerar kan därefter dras ut, genom att göra rumsligt i genomsnitt uppgå till över all beräknat, modellerar.

Figurera 4. Shapesimulering av BSA-låg-upplösningen strukturerar från SAXS-bukta genom att använda programet DAMMIN (körd en). Det öppet cirklar (blått) är de experimentella SAXS-datan, fodrar gräsplanen (sammanträffa med den röda, därför inte synligt) är det inpassat SAXS-buktar erhållande från GNOM, och röd linje föreställer simulerad SAXS-buktar från modellera som visas i den högra delen av figurera.

Ett anseende av proteinet storleksanpassar och formar kan snabbt erhållas med systemet för S3-micro SAXS genom att använda en proteinlösning av 1 - 2%. Emellertid för en exaktare utvärdering av dessa parametrar lägre är koncentrationer nödvändiga. Vanligt göras detta i ett koncentrationsserieexperiment, genom att mäta, SAXS-buktar på olika (och fäll ned), proteinkoncentrationer och att extrapolera SAXScurvesen därefter till nolla-koncentration.