Posted in | Nanoanalysis

המדענים לשפוך אור חדש על חלבון, מלח אינטראקציות

Published on August 11, 2010 at 8:36 PM

כדי ללמוד ננו בסביבות אמיתי, ברקלי מדענים בשילוב גישות תיאורטיות ניסיוני הצצה לתוך האינטראקציה של חלבון עם מלחים פשוטים במים. מופעל על ידי תוכנה רנטגן הקליטה סימולציה שפותחה היציקה מולקולרית של ברקלי, ממצאים אלה שופכים אור חדש על האופן שבו מבנה מלחים חלבון השפעה ברמה האטומית.

טכניקות קריסטלוגרפיים מסורתית, כגון השתברות קרני ה-x, מספקים פרופיל של חומרים הורה עם מבנים סטטיים. עם זאת, עבור מערכות דינמיות או מורכבות שבהן המבנה האטומי הוא המשתנה במהירות, שיטות מתוחכמות יותר נחוצים. כעת, מדענים בברקלי מעבדת החילו רנטגן ספקטרוסקופיה הקליטה ללמוד חלבון מודל, triglycine - שרשרת קצרה של שלוש מולקולות של החומצה האמינית הפשוטה ביותר, גליצין. באמצעות הדמיית רנטגן של מולקולת ספקטרום הספיגה הצוות יש להראות כיצד סטיות שלה שרשרת ומיישר בתגובה יונים בתמיסה.

דוד פךנךךגאסט

"צפייה מולקולה בפתרון זה כמו להסתכל מריונטה, אתה יכול לראות אותו כיפוף בתגובה ביצוע שבירה של קשרי מימן," אמר דוד פרנדרגסט, מדען צוות בתיאוריה של מתקן ננו בבית היציקה מולקולרית. "הידע בטון של כמה יונים להשפיע על התנהגות זו מגיעה באמצעות דינמיקה מולקולרית סימולציות, אשר מראים הבדלים במבנה קבוע על לוחות הזמנים שבריר שנייה. מתוך נתונים אלה נוכל להפיק קרני רנטגן ספקטרום הקליטה אז מה שיכול להיות לעומת תוצאות הניסוי ".

בניסוי רנטגן התמחה בקליטת הנקרא ליד מבנה רנטגן הקליטה קצה דק (NEXAFS), צילומי רנטגן רגילים לחקור את מליטה כימי בסביבה של אלמנטים ספציפיים מולקולה או nanostructure, כגון אטומי חנקן triglycine מולקולה. יחד עם טכנולוגיה שפותחה microjet נוזלי בברקלי Labs, NEXAFS כבר השתמשו בעבר כדי לבחון כיצד חלבונים להתמוסס להתגבש בנוכחות יונים שונים.

התוכנה של פךנךךגאסט יכול עכשיו לדמות נתונים NEXAFS ידי ממוצעים של סדרת תצלומים שנלקחו סימולציה של דינאמיקה מולקולארית של מולקולה נתונה. תוכנה זו היא כלי חיוני עבור לפרש נתונים NEXAFS מ, מערכות מורכבות, דינמיות, כמו פעמים בדיקה במדידות אלה גם איטי שניות ולא nanoseconds-לגלות הבדלים מבניים הננומטרי.

"מחקרים קודמים מהקבוצה שלנו הראו את הפיתוח של ספקטרוסקופיה רנטגן microjets ספיגת נוזלים מספקת בדיקה חדשה אטום רגישות של אינטראקציות בין היונים מימית, אך היא הופעתו של תיאוריה חדשה זו המספק הראשונה אמין ברמה המולקולרית פרשנות של נתונים אלה ", אמר ריצ'רד Saykally, כימאי המעבדה בברקלי פרופסור לכימיה באוניברסיטת קליפורניה בברקלי. "כאן אנו רואים את השילוב החדש של התיאוריה ולהתנסות להחיל את אחת הבעיות החשובות ביותר בכימיה biophysical."

פראנדרגאסט אומר טכניקה מולקולרית דינמיקה שלו יכול לשמש מודל ספקטרה רנטגן של מערכת ביולוגית עם מבנה ידוע לקבוע אינטראקציות המקומית שלה, מה גורם לו ליצור מבנה מסוים, ולמה זה לוקח על מסוים קונפורמציה, על ידי כל לדמות את ספקטרום של סדרה של תצלומים בודדים השוואה עם תוצאות הניסוי. סימולציות אלו אינטנסיבית המחשוב ואת להסתמך בכבדות על תשתיות בקנה מידה גדול מחשוב הניתנים על ידי לאומי ברקלי של אנרגיה מחקר מדעי מחשוב מרכז (NERSC).

"למרות ההשפעות האלה הם חלק בסיסי של הטבע, הם עדיין ממעטים להבין," אמר קרייג שוורץ, חוקר עובד עם פראנדרגאסט ו Saykally, אשר בוגר העבודה הובילו בפרסום זה. "הרגישות ניסיוני של NEXAFS, יחד עם פריצת דרך בתיאוריה, נתן לנו תובנה חדשה כיצד מולקולות אלה אינטראקציה."

Last Update: 6. October 2011 18:51

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