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 | Nanoanalysis

Научные Работники Полиняли Новый Свет на Взаимодействиях Протеин-Соли

Published on August 11, 2010 at 8:36 PM

Для того чтобы изучить nanostructures в реальных окружающих средах, научные работники Лаборатории Беркли совмещали теоретические и экспириментально подходы к мимолётному взгляду в взаимодействие протеина с простыми солями в воде. Позволено ПО имитации абсорбциы рентгеновского снимка начатым на Плавильне Лаборатории Беркли Молекулярной, эти заключения линяют новый свет на как соли плотно сжимают структуру протеина на атомном уровне.

Традиционные кристаллографические методы, как огибание рентгеновского снимка, обеспечивают профиль приказанных материалов с статическими структурами. Однако, для динамических или комплексных систем в которых атомное строение быстро изменяет, больше сложных приемов необходимы. Теперь, научные работники Лаборатории Беркли имеют прикладную спектроскопию абсорбциы рентгеновского снимка для того чтобы изучить модельный протеин, triglycine - короткоцепочное 3 молекул самой простой аминокислоты, глицина. Путем имитировать спектр поглощения рентгеновского снимка этой молекулы команда имеет выставку как своя цепь kinks и выправляет в ответ на ионы в разрешении.

Дэвид Prendergast

«Наблюдать молекулу в разрешении как наблюдать марионетк-вы может увидеть, что оно согнул в ответ на делать и ломать скреплений водопода,» сказал Дэвид Prendergast, научный работник штата в Теории Средства Nanostructures на Молекулярной Плавильне. «Конкретное знание как ионы влияют на это поведение приходит от использования имитаций молекулярной динамики, которые показывают упорние разницы в структуре на timescales наносекунды. От этих данных мы можем произвести спектры поглощения рентгеновского снимка которые могут после этого идти в сравнение с экспириментально результаты.»

В специализированном эксперименте по абсорбциы рентгеновского снимка вызванном около тонкой структуры абсорбциы рентгеновского снимка края (NEXAFS), рентгеновские снимки использованы для того чтобы зондировать химическое соединение и окружающую среду специфических элементов в молекуле или nanostructure, как атомы азота в молекуле triglycine. Соединено при жидкостная технология microjet начатая на Лабораториях Беркли, NEXAFS ранее было использовано для того чтобы рассмотреть как протеины растворяют и выкристаллизовывают в присутствии к различным ионам.

ПО Prendergast может теперь сымитировать данные по NEXAFS путем усреднять серию снимков принятых от имитации молекулярной динамики, котор дали молекулы. Это ПО критический инструмент для интерпретировать данные по NEXAFS от сложных, динамических систем, по мере того как времена зонда в этих измерениях слишком медленн-секунды вернее чем наносекунд-к покажите структурные разницы на nanoscale.

«Предыдущие изучения от нашей группы показывали что развитие спектроскопии абсорбциы рентгеновского снимка жидкостных microjets обеспечивает новый атом-чувствительный зонд взаимодействий между водяными ионами, но пришествие этой новой теории которая предусматривает первое надежное толкование молекулярн-уровня этих данных,» сказало Ричард Saykally, химика Лаборатории Беркли и профессора химии на Университете Штата Калифорнии на Беркли. «Здесь мы видим эти новые теорию и эксперимент по сочетание из прикладные до одна из самых важных проблем в биофизической химии.»

Prendergast говорит что его метод молекулярной динамики можно использовать для моделирования спектров рентгеновского снимка биологической системы с известной структурой определить свои местные взаимодействия, что причиняют ее сформировать определенную структуру, и почему оно принимает на частность конформаци-весь путем имитировать спектры серии индивидуальных снимков и сравнивать с экспириментально результатами. Эти имитации вычислительно интенсивнейши и полагаются тяжело на широкомасштабной инфраструктуре супервычислительного обеспеченной Центром Энергитических Разработок Лаборатории Беркли Национальным Научным Вычисляя (NERSC).

«Хотя эти влияния основная часть природы, они все еще бедно поняты,» сказал Craig Schwartz, исследователя работая с Prendergast и Saykally, работа которого постдипломная вела к этому изданию. «Экспириментально чувствительность NEXAFS, соединенная с прорывом в теории, дала нам новую проницательность в как эти молекулы взаимодействуют.»

Исследователя предвидят требование от других групп исследуя взаимодействия воды (или другого растворителя), так же, как и мягкие материалы (как полимеры) и неорганические материалы (окиси и поверхности металла) которые сразу уместны к энерги-родственным применениям в катализировании, технологии батареи и photovoltaics. В добавлении, как источники лазера свободного электрона рентгеновского снимка будет доступным к научным работникам, более богатый комплект экспериментальных данных будет увеличить теоретические заключения.

Бумажная отчетность это озаглавленное исследование, «Исследование конформации протеина и взаимодействия с солями через спектроскопию Поглощения рентгеновских лучей,» кажется в Продолжения Государственной Академии Наук и имеется в распоряжении абоненты он-лайн. Co-Authoring бумага с Schwartz, Prendergast и Saykally были Janel Uejio, Андрю Duffin, Алисой Англией и Даниелем Келли.

Эта работа на Молекулярной Плавильне и Предварительном Источнике Света была поддержана Офисом ЛАНИ Науки. Вычислительные ресурсы были обеспечены NERSC, выдвинутым ЛАНЬЮ научным вычисляя средством пользователя исследования.

Молекулярная Плавильня один из 5 Исследовательскийа Центр Науки Nanoscale ЛАНИ (NSRCs), национальные средства пользователя для междисциплинарного исследования на nanoscale, поддержанные Офисом ЛАНИ Науки. Совместно NSRCs состоит из сюиты комплементарных средств которые обеспечивают исследователей с современный возможностями для того чтобы изготовить, обработать, охарактеризовать и модельными материалами nanoscale, и образовать самое большое облечение инфраструктуры Национальной Инициативы Нанотехнологии. NSRCs расположено на Argonne ЛАНИ, Брукхейвен, Лоренсе Беркли, Oak Ridge и Сандии и Лабораториях Лос-Аламоса Национальных. Для больше информации о ЛАНИ NSRCs, пожалуйста посетите http://nano.energy.gov.

Лаборатория Беркли лаборатория Министерства Энергетики США национальная расположенная в Беркли, Калифорнии. Она дирижирует неклассифицированное научное исследование и управляется Университетом Штата Калифорнии. Посетите наш вебсайт на http://www.lbl.gov.

Last Update: 12. January 2012 05:36

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