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Análise da proteína usando a dispersão de raio X do Pequeno-Ângulo (SAXS)

a dispersão de raio X do Pequeno-ângulo (SAXS) é uma técnica analítica usada para identificar diferenças na densidade dentro de uma amostra com definição do nanoscale. Trabalha analisando os ângulos de dispersão elástica dos raios X.

Estrutura da proteínamolekuul_be | Shutterstock

SAXS pode determinar a estrutura do nanoscale dos sólidos, dos líquidos e das partículas gasosas de quase todo o material, incluindo biomacromolecules, tais como proteínas e ácidos nucleicos. Este método é não-destrutivo e exige a preparação muito pequena da amostra.

Por que use SAXS para analisar proteínas?

Determinando os estados oligomeric e as estruturas quaternários das proteínas

SAXS é uma ferramenta excelente para determinar os estados oligomeric e as estruturas quaternários das proteínas na solução comparando com as estruturas teóricas. A massa molecular média das proteínas pode igualmente ser determinada sem usar padrões da proteína.

SAXS é relativamente uma técnica da baixo-definição comparada ao cristalografia do raio X, e é assim mais serido para determinar a estrutura quaternário das proteínas ao contrário de uns níveis mais adiantados de estrutura da proteína tais como a dobradura terciária. O cristalografia do raio X exige a cristalização, conduzindo à formação de complexos da proteína-proteína que não podem exactamente reflectir circunstâncias fisiológicos.

Finalmente, a análise de SAXS toma somente actas a diversos dias para executar, quando o cristalografia do raio X puder tomar semanas ou mesmo anos para desenvolver a informações suficientes.

Determinando a informação nivelada atômica

NMR é uma técnica elogiosa poderosa a SAXS para determinar a informação nivelada atômica em relação às macromoléculas sobre do kDa 40, quando SAXS for aplicável às moléculas menores e maiores. Outras técnicas elogiosas incluem a cromatografia da exclusão do tamanho para separar amostras heterogêneas.

SAXS pode ser executado em quase todo o amortecedor, enquanto a composição do amortecedor é sabida. Adicionalmente, SAXS pode fornecer a informação em relação às regiões flexíveis da estrutura da proteína, que é difícil para a maioria outras de técnicas analíticas.

Como SAXS recolhe a informação em proteínas?

O feixe de raio X monocromático é usado para iluminar a amostra da proteína, e a maioria dos fotão passam completamente sem interacção. Alguns dos fotão emissores interagem com os elétrons que cercam os átomos que pertencem à proteína, fazendo com que dispersem elàstica (sem perda de energia cinética). O ângulo da dispersão é na escala de 0.1-1 e é maior ao interagir com uma área de uma densidade de elétron mais alta.

Um detector do raio X situado atrás da amostra e da perpendicular ao feixe de raios X do incidente, obtem então um teste padrão da dispersão que possa ser usado para determinar o comportamento do volume, da estrutura, da área de superfície, da composição e da agregação da proteína. SAXS não é apropriado determinar a estrutura atômica.

Limitações de SAXS

A agregação e a degradação da proteína conduzem às previsões estruturais incorrectas em SAXS como as proteínas agregadas que possuem uma densidade de elétron distante mais alta, e dispersam os fotão do raio X que conduzem mais fortemente à sobrestimação do tamanho de partícula. A degradação tem o efeito oposto.

A natureza de cálculo da média de dados de SAXS igualmente significa que a homogeneidade da amostra é primordial conseguir dados seguros, assim as técnicas de separação e os métodos de verificar o monodispersity devem ser empregados. Os exemplos incluem a electroforese do gel, a cromatografia da exclusão do tamanho, e a dispersão de luz dinâmica.

Embora as amostras são recuperáveis depois de SAXS, iluminar uma amostra biológica com raios X pode conduzir a dano de radiação onde a amostra é destruída não somente mas aquele os dados recolhidos pode ser dano impreciso do cargo. A comparação da qualidade da amostra antes e depois de SAXS assegura a integridade da amostra e dos dados.

Fontes

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Last Updated: Feb 6, 2019

Michael Greenwood

Written by

Michael Greenwood

Michael graduated from Manchester Metropolitan University with a B.Sc. in Chemistry in 2014, where he majored in organic, inorganic, physical and analytical chemistry. He is currently completing a Ph.D. on the design and production of gold nanoparticles able to act as multimodal anticancer agents, being both drug delivery platforms and radiation dose enhancers.

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