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Facendo uso dello scattering dei raggi x di Piccolo-Angolo (SAXS) al metabolismo di studio

Lo scattering dei raggi x di Piccolo-Angolo (SAXS) è un metodo impiegato per quantificare le differenze del nanoscale nella densità di un campione. Questo metodo sta assumendo l'importanza nel campo del metabolomics, per la valutazione dello stato metabolico e dei disordini relativi.

SAXS può essere usato per studiare la struttura delle proteine, compreso i apolipoproteinsmolekuul_be | Shutterstock

Che cosa è scattering dei raggi x di Piccolo-Angolo?

SAXS è una tecnica di scattering dei raggi x che misura lo scattering elastico dei raggi x quando sta attraversando through un materiale. Sebbene sia fondamentalmente simile a diffrazione ai raggi X, ci sono egualmente alcune chiare differenze.

Entrambi i metodi impiegano un raggio di raggi x intenso, ma in SAXS la molecola del campione è in soluzione. Ciò è contrariamente a diffrazione ai raggi X, dove il campione è incassato in un cristallo. La diffrazione ai raggi X rende spesso il rapporto segnale-rumore più di alta risoluzione e migliore ma ci sono determinate proteine che sono flessibili e non cristallizzano facilmente. Per tali molecole, lo scattering dei raggi x di piccolo-angolo può essere applicato.

Meccanismo dello scattering dei raggi x di Piccolo-Angolo

SAXS è basato sulle differenze al contrario. Il segnale è derivato dalla differenza nella densità di elettrone media del solvente ed il soluto o la proteina. Questa differenza nella densità è basata sulla composizione del solvente e sulla concentrazione del campione. La raccolta di dati è basata sulla sottrazione dei dati ottenuti dal buffer “in bianco„ e dal campione.

È importante misurare precisamente lo spazio in bianco, poichè anche le piccole differenze nella composizione del buffer possono pregiudicare i dati di scattering dei raggi x di piccolo-angolo. Inoltre, i dati di scattering di angolo basso possono essere contaminati dai raggi x unscattered. Quindi, la stazione sperimentale dovrebbe essere installata con attenzione per assicurare la contaminazione minima.

Facendo uso dello scattering dei raggi x di Piccolo-Angolo per rivelare la struttura delle lipoproteine

Apolipoproteins è stato indicato per emulsionare i lipidi ed avere ruoli protettivi contro le malattie cardiovascolari e l'obesità. Fungono da impalcature strutturali e possono attivare la lipoproteina-modellistica dei fattori. Possono anche interagire con le proteine della superficie delle cellule per modulare il metabolismo della lipoproteina.

Poichè hanno grande importanza nella biologia del lipido, è importante conoscere la struttura dei apolipoproteins. Tuttavia, molte della transizione dei apolipoproteins fra auto-associato specificano, quali i dimeri, i trimeri, i tetrameri ecc. Quindi, è difficile da caratterizzare la loro struttura.

Un modo è di stabilizzare un modulo oligomerico particolare facendo uso di mutagenesi sito-diretta. Tuttavia, questo metodo ha ritirato la critica poichè ha il potenziale di alterare la conformazione della proteina con lo stato oligomerico.

Uno studio recente ha eseguito SAXS su un apolipoprotein integrale, apoA-IV. Facendo uso di questo metodo, gli autori potevano visualizzare l'integrale della proteina con le sue varianti di troncamento. Potevano egualmente analizzare come le estremità pregiudicano la conformazione della struttura complessivamente. La comprensione della struttura egualmente fornisce una bugna a come la proteina funziona in vari trattamenti metabolici.

Come può SAXS essere usato per capire le interazioni fra alimento digerito?

Uno studio recente ha usato SAXS per studiare come caseinophosphopeptides (CPP), un prodotto digerito importante di latte e chitosan interattivo in uno stato gastrointestinale simulato. C'è un cambiamento in pH poichè l'alimento passa dallo stomaco all'intestino tenue e questo cambiamento di pH induce la formazione di complesso fra i caseinophosphopeptides ed il chitosan. Questa formazione complessa è determinata dalle interazioni elettrostatiche fra queste due molecole. SAXS è stato usato per caratterizzare la struttura di questi complessi.

SAXS egualmente è stato usato per studiare come polifenoli, classe A di micronutrienti, interagisce con la COMMISSIONE PER IL REGOLAMENTO E LE PETIZIONI ed il chitosan. Facendo uso di questo metodo, è possibile analizzare come i complessi digeriti dell'alimento interagiscono a vicenda e con altre molecole, dando le comprensioni critiche nella digestione e nel metabolismo.

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Last Updated: Apr 1, 2019

Dr. Surat P

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Dr. Surat P

Dr. Surat graduated with a Ph.D. in Cell Biology and Mechanobiology from the Tata Institute of Fundamental Research (Mumbai, India) in 2016. Prior to her Ph.D., Surat studied for a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Zoology, during which she was the recipient of an Indian Academy of Sciences Summer Fellowship to study the proteins involved in AIDs. She produces feature articles on a wide range of topics, such as medical ethics, data manipulation, pseudoscience and superstition, education, and human evolution. She is passionate about science communication and writes articles covering all areas of the life sciences.  

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