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Los Científicos Vertieron la Nueva Luz en Acciones Recíprocas de la Proteína-Sal

Published on August 11, 2010 at 8:36 PM

Para estudiar nanostructures en ambientes reales, los científicos del Laboratorio de Berkeley han combinado aproximaciones teóricas y experimentales para glimpse en la acción recíproca de una proteína con las sales simples en agua. Activado por el software de simulación de la amortiguación de la radiografía desarrollado en la Fundición Molecular del Laboratorio de Berkeley, estas conclusión vierten la nueva luz en cómo las sales afectan la estructura de la proteína en el nivel atómico.

Las técnicas cristalográficas Tradicionales, tales como difracción de radiografía, proveen de un perfil de materiales pedidos las estructuras estáticas. Sin Embargo, para los sistemas dinámicos o complejos en los cuales la estructura atómica es métodos rápidamente cambiante, más sofisticados sea necesario. Ahora, los científicos del Laboratorio de Berkeley han aplicado la espectroscopia de amortiguación de la radiografía para estudiar una proteína modelo, triglicina - un encadenamiento corto de tres moléculas del aminoácido más simple, glicocola. Simulando el espectro de amortiguación de la radiografía de esta molécula las personas tienen demostración cómo su encadenamiento se enrosca y se endereza en respuesta a los iones en la solución.

David Prendergast

La “Observación de una molécula en la solución es como la observación marioneta-usted puede verla el doblar en respuesta a la fabricación y fractura de los bonos de hidrógeno,” dijo a David Prendergast, científico del estado mayor en la Teoría del Recurso de Nanostructures en la Fundición Molecular. “Un conocimiento concreto de cómo los iones influencian este comportamiento viene de usar las simulaciones de la dinámica molecular, que muestran diferencias persistentes en estructura en calendarios del nanosegundo. De estos datos podemos generar los espectros de amortiguación de la radiografía que se pueden entonces comparar con resultados experimentales.”

En un experimento especializado de la amortiguación de la radiografía llamado cerca de la estructura fina de la amortiguación de la radiografía del borde (NEXAFS), las radiografías se utilizan para sondar la vinculación y el ambiente químicos de elementos específicos en una molécula o un nanostructure, tal como los átomos del nitrógeno en una molécula de la triglicina. Acoplado con una tecnología líquida del microjet desarrollada en los Laboratorios de Berkeley, NEXAFS se ha utilizado previamente para examinar cómo las proteínas disuelven y cristalizan en presencia de los diversos iones.

El software de Prendergast puede ahora simular datos de NEXAFS haciendo un promedio de una serie de fotos tomadas de una simulación de la dinámica molecular de una molécula dada. Este software es una herramienta crítica para interpretar datos de NEXAFS de sistemas complejos, dinámicos, pues los tiempos de la antena en estas mediciones son también lento-segundos bastante que nanosegundo-a revele las diferencias estructurales en el nanoscale.

Los “estudios Anteriores de nuestro grupo han mostrado que el revelado de la espectroscopia de amortiguación de la radiografía de microjets líquidos proporciona a una nueva antena átomo-sensible de las acciones recíprocas entre los iones acuosos, pero es el advenimiento de esta nueva teoría que proporcione a la primera interpretación segura del molecular-nivel de estos datos,” dijo a Richard Saykally, químico del Laboratorio de Berkeley y profesor de la química en la Universidad de California en Berkeley. “Aquí vemos esta nueva combinación de la teoría y del experimento aplicados a uno de los problemas más importantes de la química biofísica.”

Prendergast dice que su técnica de la dinámica molecular se puede utilizar para modelar espectros de radiografía de un sistema biológico con la estructura sabida para determinar sus acciones recíprocas locales, qué la hace formar una estructura determinada, y porqué él adquiere un detalle conformación-toda cerca simulación de los espectros de una serie de fotos individuales y comparar con resultados experimentales. Estas simulaciones son de cómputo intensivas y confían pesado en la infraestructura en grande de la superinformática proporcionada por el Centro De Cómputo Científico Nacional de la Investigación En las Materias Energéticas del Laboratorio de Berkeley (NERSC).

“Aunque estos efectos son una parte fundamental de la naturaleza, son todavía mal entendidos,” dijo a Craig Schwartz, investigador que trabajaba con Prendergast y Saykally, cuyo trabajo graduado llevó a esta publicación. “La sensibilidad experimental de NEXAFS, acoplada con un descubrimiento en teoría, nos dio nuevo discernimiento en cómo obran recíprocamente estas moléculas.”

Los investigadores anticipan demanda de otros grupos que exploran acciones recíprocas del agua (o el otro disolvente), así como los materiales suaves (tales como polímeros) y los materiales inorgánicos (los óxidos y las superficies de metal) que son directamente relevantes a las aplicaciones energéticas en catálisis, tecnología de la batería y photovoltaics. Además, como las fuentes de laser del electrón libre de la radiografía están disponibles para los científicos, un conjunto de datos experimental más rico estará disponible para aumentar conclusión teóricas.

Una información de papel esta investigación titulada, “Investigación de la conformación de la proteína y las acciones recíprocas con las sales vía la espectroscopia de amortiguación de la Radiografía,” aparece en Procedimientos de la National Academy Of Sciences Y está disponible para los suscriptores en línea. Co-Siendo autor del papel con Schwartz, Prendergast y Saykally eran Janel Uejio, Andrew Duffin, Alicia Inglaterra y Daniel Kelly.

Este trabajo en la Fundición Molecular y la Fuente De Luz Avance fue utilizado por la Oficina de la GAMA de la Ciencia. Los recursos De Cómputo fueron proporcionados por NERSC, un recurso científico avance GAMA del utilizador de la investigación que calculaba.

La Fundición Molecular es uno de los cinco Centros de Investigación de la Ciencia de Nanoscale de la GAMA (NSRCs), recursos nacionales del utilizador para la investigación interdisciplinaria en el nanoscale, utilizados por la Oficina de la GAMA de la Ciencia. Junto el NSRCs comprende una habitación de los recursos complementarios que proveen de investigadores capacidades avanzadas para fabricar, para tramitar, para caracterizar y materiales modelo del nanoscale, y constituir la inversión más grande de la infraestructura de la Iniciativa Nacional de la Nanotecnología. El NSRCs está situado en Argonne de la GAMA, Brookhaven, Lorenzo Berkeley, la Oak Ridge y Sandia y Laboratorios Nacionales de Los Alamos. Para más información sobre la GAMA NSRCs, visite por favor http://nano.energy.gov.

El Laboratorio de Berkeley es un Ministerio de los E.E.U.U. de laboratorio nacional de la Energía situado en Berkeley, California. Conducto la investigación científica sin clasificar y es manejado por la Universidad de California. Visite nuestro Web site en http://www.lbl.gov.

Last Update: 12. January 2012 05:38

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