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

Forskare Utgjuter Nytt Lätt på Protein-Salt Växelverkan

Published on August 11, 2010 at 8:36 PM

Till studienanostructures i verkliga miljöer har Berkeley Labbforskare kombinerat teoretiskt, och experimentellt att närma sig för att se en skymt av in i ett protein växelverkan med enkelt saltar bevattnar in. Möjliggjort av programvara för röntgenstråleabsorberingssimulering som framkallas på det Berkeley Labb Molekylära Gjuteri, utgjuter dessa rön, nytt lätt på hur saltar får effekt protein strukturerar på det atom- jämnar.

Traditionella crystallographic tekniker, liksom röntgenstrålediffraction, ger en profilera av beställde material med statisk elektricitet strukturerar. Emellertid för dynamiska eller komplexa system, som det atom- strukturerar i, ändrar snabbt, mer sofistikerad metoder är nödvändigt. Nu har Berkeley Labbforskare applicerat röntgenstråleabsorberingsspektroskopin till studien ett modelleraprotein, triglycine - en kort stavelse kedjar av tre molekylar av den enklaste amino syran, glycine. Genom att simulera denna molekyl spectrum för röntgenstråleabsorbering har laget show hur dess kedja vrider och rätar ut som svar på joner i lösning.

David Prendergast

”Är Att Hålla Ögonen På en molekyl i lösning att hålla ögonen på för något liknande marionette-dig kan se den att böja som svar på danande, och avbrott av väteförbindelser,”, sade David Prendergast, en bemannaforskare i Teorin av den Nanostructures Lättheten på den Molekylära Gjuterit. ”Strukturerar en hårdnakunskap av, hur jonpåverkan detta uppförande kommer från att använda molekylära dynamiksimuleringar, som visar ihärdiga skillnader in, på nanosekundtimescales. Från dessa data kan vi frambringa röntgenstråleabsorberingsspectra som kan därefter jämföras med experimentella resultat.”,

I ett specialiserat röntgenstråleabsorberingsexperiment som kallas nära, kanta röntgenstråleabsorberingsboten strukturerar (NEXAFS), röntgenstrålar är den van vid sonden den kemiska bindningen och miljön av specifika beståndsdelar i en molekyl eller nanostructuren, liksom ett gasformigt grundämneatomsna i en triglycinemolekyl. Kopplat Ihop med en vätskemicrojetteknologi som framkallas på Berkeley Labb, har NEXAFS varit föregående van vid undersöker, hur proteiner upplöser och kristalliserar i närvaroen av olika joner.

Prendergasts programvara kan nu simulera NEXAFS-data, genom att i genomsnitt uppgå till en serie av kort som tas från en molekylär dynamiksimulering av en given molekyl. Denna programvara är ett kritiskt bearbetar för tolkning av NEXAFS-data från komplex, dynamiska system, som sonden som tider i dessa mätningar är, långsam-understöder för ganska, än nanosekund-till avslöj strukturella skillnader på nanoscalen.

”Har Föregående studier från vår grupp visat att utvecklingen av röntgenstråleabsorberingsspektroskopin av vätskemicrojets ger en ny atom-känslig sond av växelverkan mellan aqueous joner, men det är adventen av denna nya teori, som ger den första pålitliga molekylär-jämna tolkningen av dessa data,” sade Richard Saykally, en Berkeley Labbkemist och professor av kemi på Universitetar av Kalifornien på Berkeley. ”Här ser vi denna nya kombination av teorin och experiment som appliceras till ett av de viktigaste problemen i biophysical kemi.”,

Prendergast något att säga hans molekylära dynamik som tekniken kan vara van vid, modellerar röntgenstrålespectra av ett biologiskt system med bekant strukturerar för att bestämma dess lokalväxelverkan, vad orsakar det för att bilda en detalj strukturerar, och därför det tar på en detalj gestaltning-all by simulering av spectrana av en serie av individkort och att jämföra med experimentella resultat. Dessa simuleringar är computationally intensiva och rely tungt på den storskaliga supercomputinginfrastrukturen förutsatt att av det Berkeley Labb Forskning för Energi för Medborgare som Vetenskaplig Beräkning Centrerar (NERSC).

”Även Om dessa verkställer är en grunddel av naturen, är de stilla förstått dåligt,”, sade Craig Schwartz, ett forskarearbete med Prendergast och Saykally, vars doktorand- arbete ledde till denna publikation. ”Gav den experimentella känsligheten av NEXAFS som kopplades ihop med ett genombrott i teori, oss ny inblick in i hur dessa molekylar påverkar varandra.”,

Forskarna förutser begäran från andra grupper som undersöker, bevattnar (eller annan vätska) växelverkan, såväl som både mjuka material (liksom polymrer) och oorganiska material (oxider och belägger med metall ytbehandlar) som är direkt relevant till energi-släkta applikationer i catalysis, batteriteknologi och photovoltaics. I tillägg som röntgenstråle som laser-källor för den fria elektronen blir tillgängliga till forskare, en ska rikare experimentell datamängd, var tillgänglig för att öka teoretiskt rön.

Ett pappers- anmäla denna betitlade forskning, ”Utredning av proteingestaltningen och växelverkan med saltar via Röntgar absorberingsspektroskopin,” verkar i Förfaranden av MedborgareAkademin av Vetenskaper och är tillgängligt till abonnenter direktanslutet. Co-Vara upphovsman till det pappers- med Schwartz, var Prendergast och Saykally Janel Uejio, Andrew Duffin, Alice England och Daniel Kelly.

Detta arbete på den Molekylära Gjuterit och den Avancerade Ljusa Källan stöttades av DOE'SENS Kontor av Vetenskap. Computational resurser gs av NERSC, för forskninganvändare för DOE en avancerad vetenskaplig beräknande lätthet.

Den Molekylära Gjuterit är en av de fem Forskningscentren för DOENanoscale Vetenskap (NSRCs), medborgareanvändarelättheter för tvärvetenskaplig forskning på nanoscalen som stöttas av DOEKontoret av Vetenskap. Tillsammans består av NSRCsen ett följe av kompletterande lättheter, som ger forskare med statlig-av--konst kapaciteter för att fabricera, bearbeta, karakterisera och modellera nanoscalematerial, och att utgöra den största infrastrukturinvesteringen av MedborgareNanotechnologyInsatsen. NSRCsen lokaliseras på DOE'SENS Argonne, Brookhaven, Lawrence Berkeley, Oak Ridge och Sandia och Los Alamos MedborgareLaboratorium. Behaga besök http://nano.energy.gov För mer information om DOEN NSRCs.

Det Berkeley Labbet är en U.S.-Avdelning av Energimedborgarelaboratoriumet som lokaliseras i Berkeley, Kalifornien. Det förar unclassified vetenskaplig forskning och klaras av av Universitetar av Kalifornien. Besöka vår website på http://www.lbl.gov.

Last Update: 26. January 2012 11:10

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