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Posted in | Nanoanalysis

科學家使蛋白質鹽交往更加明朗的

Published on August 11, 2010 at 8:36 PM

要學習 nanostructures 在真實的環境裡,伯克利實驗室科學家結合理論上和實驗途徑瞥見到與簡單的鹽的蛋白質的交往在水中。 啟用由 X-射線吸收模仿軟件被開發在伯克利實驗室的分子鑄造廠,這些發現使鹽如何更加明朗的影響蛋白質結構在這個基本級別。

傳統晶體技術,例如 X 光衍射,提供被定購的材料配置文件以靜態結構。 然而,為原子結構是飛速變化的動態或複雜系統,精密方法请是需要的。 現在,伯克利實驗室科學家運用 X-射線吸收光譜學學習模型蛋白質,三甘氨酸 - 短鏈最簡單的氨基酸的三個分子,氨基乙酸。 通過模擬此分子的 X-射線吸收光譜這個小組有顯示其鏈子如何糾纏并且調直以回應在解決方法的離子。

大衛 Prendergast

「注意在解決方法的一個分子是像注意牽線木偶你能看到它彎曲以回應做,并且中斷氫鍵」,在 Nanostructures 設備的原理上一位人員科學家說大衛 Prendergast,在分子鑄造廠的。 「具體知識離子如何影響此工作情況來自使用分子動力學模擬,在納秒時標的結構顯示出不變區別。 從此數據我們可以生成 X-射線可能然後與實驗結果比較的吸收光譜」。

在邊緣 X-射線吸收微細結構叫的一個專門化的 X-射線吸收實驗 (NEXAFS) 附近, X-射線用於探查特定要素的化工接合和環境在一分子或 nanostructure 的,例如在三甘氨酸分子的氮氣原子。 加上液體 microjet 技術被開發在伯克利實驗室, NEXAFS 以前用於檢查蛋白質如何在多種離子面前溶化并且結晶。

Prendergast 的軟件可能通過平均為從一個特定分子的分子動力學模擬採取的一系列的快照現在模擬 NEXAFS 數據。 此軟件是為解釋 NEXAFS 數據的一個重要工具從複雜,動力系統,因為在這些評定的探測時代太是慢秒鐘而不是納秒對请顯示結構上的區別在 nanoscale。

「從我們的組的早先研究顯示 X-射線液體 microjets 吸收光譜學的發展提供交往的新的原子敏感的探測含水離子之間的,但是它是提供這些數據的第一個可靠的分子級的解釋此新的原理的出現」,在加州大學伯克利分校說理查 Saykally、伯克利實驗室化學化學家和教授。 「這裡我們看到原理和實驗的此新的組合適用到其中一個在生物物理學的化學的最重要的問題」。

Prendergast 說他的分子動力學技術可以用於塑造一個生物系統的欒琴線譜以已知的結構確定其局部交往,什麼造成它形成一個特殊結構,并且它為什麼在特殊性採取相應一致所有模擬範圍一系列的各自的快照和和實驗結果相比。 這些模擬計算性強并且非常依靠伯克利實驗室的國家能源研究科學計算中心提供的大規模超級計算基礎設施 (NERSC)。

「雖然這些作用是本質的一個基本部分,他們很難懂」,研究員說克雷格 Schwartz,與 Prendergast 和 Saykally 一起使用,畢業生工作導致此發行。 「NEXAFS 實驗區分,加上突破在原理上,給予了我們新的洞察力到這些分子如何配合」。

研究員期望從測試水 (或其他溶劑) 交往的其他組的需求,以及軟的材料 (例如聚合物) 和與在催化、電池技術和 photovoltaics 的相關能源應用直接地是相關的無機材料 (氧化物和金屬表面)。 另外,因為 X-射線自由電子激光器來源變得可用對科學家,更加富有的實驗數據集將是可用增添理論上的發現。

紙報告此蛋白質相應一致的研究題為的, 「與鹽的調查和交往通過 X-射線吸收光譜學」,出現於國家科學院的行動并且在線供給用戶。 合著與 Schwartz 的本文, Prendergast 和 Saykally 是 Janel Uejio,安德魯 Duffin,阿麗斯英國和丹尼爾凱利。

在分子鑄造廠和提前的光源的此工作由科學母鹿的辦公室支持。 NERSC 提供計算資源,母鹿提前的科學計算的研究用戶設備。

分子鑄造廠是五個母鹿 Nanoscale 科學研究中心, (NSRCs)學科研究的國家用戶設施之一在 nanoscale,支持由科學母鹿辦公室。 同時 NSRCs 包括提供研究員以科技目前進步水平功能製造,處理,分析和模型 nanoscale 材料的套件補充設施和構成國家納米技術主動性的最大的基礎設施投資。 NSRCs 位於母鹿的 Argonne, Brookhaven,勞倫斯伯克利,橡樹嶺和 Sandia 和洛斯阿拉莫斯國家實驗室。 關於母鹿 NSRCs 的更多信息,请請參觀 http://nano.energy.gov。

伯克利實驗室是美國能源部位於伯克利的國家實驗室,加利福尼亞。 它開展未保密的科學研究和由加州大學管理。 訪問我們的網站在 http://www.lbl.gov。

Last Update: 26. January 2012 03:14

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