Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
Posted in | Microscopy | Nanoanalysis

العلماء في تطوير طريقة سريعة وفعالة لتحديد بنية البروتينات

Published on July 20, 2009 at 10:10 PM

العلماء في وزارة الطاقة الأميركية في (وزارة الطاقة) مختبر لورانس بيركلي الوطني قد وضعت طريقة سريعة وفعالة لتحديد بنية البروتينات ، وتقصير عملية التي تأخذ في كثير من الأحيان سنوات في غضون أيام.

جريج حورة في beamline العرافات في مصدر الضوء المتقدم في مختبر بيركلي. وفقد اثنين من محطات beamline نهاية للتبادل ، واحدة للالبلورات الجزيئات واحد للنثر صغيرة للأشعة السينية زاوية (SAXS). الصورة : لورانس بيركلي الوطني مختبر -- روي Kaltschmidt ، ومصور

يمكن أن خط أنابيب البروتين عالية الإنتاجية تسمح للعلماء للتعجيل في تطوير الوقود الحيوي ، وكيفية فك تزدهر في ظروف القاسية التي تقتل معظم الكائنات الحية ، وفهم أفضل لكيفية تنفيذ البروتينات الحيوية وظائف الحياة.

وسوف تساعد هذه التقنية العلماء على مواكبة الفيضانات المتزايدة من البيانات الناتجة عن دراسات الجينية للكائنات الحية والعينات البيئية مثل مياه البحر والتربة. يجب أن تتسم كل جديد الجينات التي تم تحديدها في هذه الدراسات لرموز البروتين ، وهيكل كل من البروتين من أجل تحديد ما تفعله. تقنيات توصيف الهيكلية الحالية ما زالت بطيئة ، ولكن ، وهذا يعني البروتينات المكتشفة حديثا والمجمعات الكثيرة تراكمها ، وظيفتها المتبقية لغزا.

وقال "هناك اختناق في الجينوميات الهيكلي ، والعناوين التي نظامنا" ، ويقول جريج حورة ، وهو عالم في مختبر بيركلي شعبة العلوم البيولوجية الفيزيائية. طور التقنية مع Tainer جون مختبر بيركلي شعبة علوم الحياة ومعهد سكريبس للأبحاث في لا جولا بولاية كاليفورنيا. مايكل آدمز وغيرهم من العلماء من جامعة جورجيا ساهم أيضا في البحث.

وتنشر أعمالها في طبعة الانترنت 20 يوليو من أساليب مجلة نيتشر.

طور فريق خط أنابيب البروتين في مصدر الضوء المتقدم (ALS) ، وهو مرفق المستخدم الوطنية الموجودة في مختبر بيركلي أن يولد ضوء مكثفة للبحث العلمي. في beamline العرافات ودعا ، استخدموا تقنية تسمى زاوية صغيرة للأشعة السينية نثر (SAXS) ، والتي يمكن صورة بروتين في حالتها الطبيعية ، كما هو الحال في الحل ، وعلى القرار المكانية من حوالي 10 انغستروم ، التي هي صغيرة بما فيه الكفاية لتحديد البروتين ثلاثي الأبعاد الشكل. ضوء الرائعة التي تم إنشاؤها بواسطة مصدر الضوء المتقدم يقلل من كمية المواد المطلوبة لكل تجربة ، مما يجعل هذه التقنية العملية لجزيء حيوي أي تقريبا.

إلى أقصى حد السرعة ، وتثبيت حورة الروبوت أن الماصات تلقائيا عينات البروتين في موقف بحيث يمكن تحليلها من قبل الأشعة السينية نثر. وتحليل البيانات الناتجة ، فإنها تستخدم الموارد الخارقة لإدارة الطاقة في الولايات المتحدة لبحوث الطاقة مركز الحساب العلمي الوطني (NERSC) ، الذي يوجد مقره في مختبر بيركلي. يمكن للمجموعات العملاق وبعنف خلال بيانات عن 20 من البروتينات في الأسبوع ، أو أكثر من الجزيئات في السنة 1000.

والنتيجة هي النظام الذي يتحرك بسرعة فائقة مقارنة مع التقنيات الحالية المستخدمة لتحديد شكل وبنية البروتينات : البلورات بالأشعة السينية والرنين المغناطيسي النووي. مؤخرا ، في غضون شهر واحد ، استخدم فريق نظام لحل بنية البروتينات من 40 furiosus Pyrococcus ، وهي في الظروف القصوى المجهرية التي يمكن أن تعيش في 100 درجة مئوية.

"هذا من شأنه أن اتخذت عدة سنوات مع البلورات بالأشعة السينية" ، كما يقول حورة. "ما الذي يمكن استخدامه ليستغرق سنوات ، والآن تأخذ اسابيع".

Tainer يضيف ، "يمكننا الآن الحصول على المعلومات في حل الهيكلية في معظم العينات ، بدلا من 15 في المئة التي حصل عليها أفضل من الهيكلية الحالية جهود مبادرة جينوم توظيف الرنين المغناطيسي النووي والبلورات. "

اختار فريق مختبر بيركلي P. furiosus لأنه مرشح للفضول لإنتاج الطاقة النظيفة وغيرها من التطبيقات. فقد مسارا التي تنتج الهيدروجين ، الذي هو وقود بديل محتمل. والعمليات الصناعية العديد من حموضة عالية للغاية والساخنة جدا -- الظروف التي P. furiosus يحب.

واضاف "اذا تمكنا من معرفة أي من البروتينات الكائن تسمح بذلك لتزدهر في ظل هذه الظروف ، فربما نستطيع تطبيقها على إنتاج الطاقة وغيرها من التطبيقات" ، كما يقول حورة.

Last Update: 7. October 2011 11:21

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit