Разделы презентаций


Физико-химические методы исследования белков

Содержание

Предмет курсаМетоды исследований биологических объектов (белков), основанные на физических или химических явлениях (их сочетании)Набор методов и подходов крайне широкБудут упомянуты многие, но подробно освещены только актуальные и широко используемые сегодня (и

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Физико-химические методы исследования белков
Николай Николаевич Случанко
в.н.с., к.б.н.
Группа белок-белковых взаимодействий
ФИЦ

Биотехнологии РАН
спецкурс

Физико-химические методы исследования белковНиколай Николаевич Случанков.н.с., к.б.н.Группа белок-белковых взаимодействий ФИЦ Биотехнологии РАНспецкурс

Слайд 2Предмет курса
Методы исследований биологических объектов (белков), основанные на физических или

химических явлениях (их сочетании)
Набор методов и подходов крайне широк
Будут упомянуты

многие, но подробно освещены только актуальные и широко используемые сегодня (и то не все)
Предмет курсаМетоды исследований биологических объектов (белков), основанные на физических или химических явлениях (их сочетании)Набор методов и подходов

Слайд 3План 6 лекций
Методы определения размера, массы, олигомерного состояния и гидродинамических

свойств белков (EM, AFM, DLS, AUC, SEC, AF4). Примеры.
Первичная структура,

идентификация белка. Масс-спектрометрия. Спектральные методы (CD, IR, Raman). Нативная структура, денатурация и агрегация белка. Методы исследования стабильности белков (CD, DSC, DSF). Примеры.
Рентгеновская кристаллография (macromolecular crystallography, MX). Нейтронная и электронная кристаллография. Работа со структурными моделями (PBD и PyMOL). Примеры.
Малоугловое рассеяние лучей (SAXS и SANS). Примеры
Другие методы исследования структуры белков (NMR, Cryo-EM, Cryo-electrotomography, native-MS, HDX-MS). Интегральный подход и моделирование белков по гомологии (iTasser). Примеры.
Методы исследования белок-белковых взаимодействий (Co-IP, equilibrium dialysis, ITC, SPR, BLIC, MST, QMb, SESC). Примеры.
План 6 лекцийМетоды определения размера, массы, олигомерного состояния и гидродинамических свойств белков (EM, AFM, DLS, AUC, SEC,

Слайд 4Исследования биологических процессов и явлений
In vivo

In silico

In vitro

Исследования биологических процессов и явленийIn vivoIn silicoIn vitro

Слайд 5Зачем исследовать белки в пробирке?
Возможность сфокусироваться на конкретном процессе, явлении

с участием конкретного белка
Возможность исследовать бинарные взаимодействия
Переход к более простой

системе, позволяющей однозначные интерпретации
Многие сложные системы могут быть разбиты на составные элементы, подверженные редукционистскому подходу
Исследование свойств, структуры и функции конкретных белков, их взаимосвязи
Определение структуры макромолекулы (белка) с атомным разрешением
Понимание структуры, динамики, молекулярных ассоциаций определяет понимание того, как молекулы работают
Зачем исследовать белки в пробирке?Возможность сфокусироваться на конкретном процессе, явлении с участием конкретного белкаВозможность исследовать бинарные взаимодействияПереход

Слайд 6Размеры биологических объектов и белков

Размеры биологических объектов и белков

Слайд 7Олигомеры, ассоциаты, агрегаты, надмолекулярные структуры
GFP
фибриллы
фикобилисома
бактериофаг
пентамер
микротрубочка

Олигомеры, ассоциаты, агрегаты, надмолекулярные структурыGFPфибриллыфикобилисомабактериофагпентамермикротрубочка

Слайд 9Электронная микроскопия (ЭМ)

Электронная микроскопия (ЭМ)

Слайд 10Электронная микроскопия (ЭМ)
Resolving power (D) of light microscope is 200-250

nm
Electron microscope was invented (Ernst Ruska, 1933) – resolving power

is up to 0.1 nm

100,000 times shorter λ

TEM микрофотография GroEL/S

D ~ λ/2

Электронная микроскопия (ЭМ)Resolving power (D) of light microscope is 200-250 nmElectron microscope was invented (Ernst Ruska, 1933)

Слайд 11Электронная микроскопия (ЭМ)
Less diffraction of e- could be collected by

electromagnetic lenses

Электронная микроскопия (ЭМ)Less diffraction of e- could be collected by electromagnetic lenses

Слайд 12Электронный микроскоп

Электронный микроскоп

Слайд 13Трансмиссионная электронная микроскопия (ТЭМ)
Негативное окрашивание – получение реплик образца за

счет напыления тяжелых атомов на его поверхность (соли осмия, урана)

для повышения контраста
Трансмиссионная электронная микроскопия (ТЭМ)Негативное окрашивание – получение реплик образца за счет напыления тяжелых атомов на его поверхность

Слайд 14Что получаем в итоге? -микрофотографии
Морфология агрегатов различных белков
Представление о размере

и форме крупных белковых комплексов
100nm
aB-crystallin
Надо подбирать концентрацию образца!
Разрешение недостаточное для

структурного анализа

100nm

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0076427

Human Vitamin C Transporter SVCT1

Что получаем в итоге? -микрофотографииМорфология агрегатов различных белковПредставление о размере и форме крупных белковых комплексов100nmaB-crystallinНадо подбирать концентрацию

Слайд 15Атомно-силовая микроскопия (AFM)

Атомно-силовая микроскопия (AFM)

Слайд 16Атомно-силовая микроскопия (AFM)
Регистрируются силы межатомного взаимодействия (притяжения или отталкивания) между

концом зонда и поверхностью образца
Особенности:
Кантилевер (зонд)
Лазер (для отслеживания положения кантилевера)
Обратная

связь с регистрацией отклонения луча из-за отклонения кантилевера от поверхности объекта

x,y scanner

z scanner

кантилевер

Атомно-силовая микроскопия (AFM)Регистрируются силы межатомного взаимодействия (притяжения или отталкивания) между концом зонда и поверхностью образцаОсобенности:Кантилевер (зонд)Лазер (для

Слайд 17Атомно-силовая микроскопия (AFM)
Вариации:
Контактная AFM
Бесконтактная AFM
Высокоскоростная AFM
кантилевер

Атомно-силовая микроскопия (AFM)Вариации:Контактная AFMБесконтактная AFMВысокоскоростная AFMкантилевер

Слайд 18Атомно-силовая микроскопия (AFM)
Вариации:
Контактная AFM
Бесконтактная AFM
Высокоскоростная AFM
x,y scanner
z scanner
могул
кантилевер
кантилевер

Атомно-силовая микроскопия (AFM)Вариации:Контактная AFMБесконтактная AFMВысокоскоростная AFMx,y scannerz scannerмогулкантилеверкантилевер

Слайд 19Атомно-силовая микроскопия (AFM)
Вертикальное разрешение ~0.1 nm

Атомно-силовая микроскопия (AFM)Вертикальное разрешение ~0.1 nm

Слайд 20Что мы получаем в итоге?
Статические изображения поверхности образца
Видеоролики
хромосомы
Фибриллы альфа-синуклеина

и его мутантов
Высокоскоростная АСМ (high-speed AFM)

Что мы получаем в итоге?Статические изображения поверхности образцаВидеоролики хромосомыФибриллы альфа-синуклеина и его мутантовВысокоскоростная АСМ (high-speed AFM)

Слайд 21DLS – dynamic light scattering

DLS – dynamic light scattering

Слайд 22Рассеяние света
Электромагнитное излучение, проходя через среду, взаимодействует с ее веществом,

индуцируя диполи. В переменном поле диполь колеблется с частотой падающего

света и является источником вторичного излучения света во всех направлениях, кроме своей оси

Если длина волны не меняется – упругое

Если меняется – неупругое рассеяние

Рассеяние светаЭлектромагнитное излучение, проходя через среду, взаимодействует с ее веществом, индуцируя диполи. В переменном поле диполь колеблется

Слайд 23DLS – dynamic light scattering
= Квазиупругое рассеяние (quasielastic scattering, qELS)
Регистрируются

флуктуации интенсивности света во времени под определенным (фиксированным) углом (90°,

173°)
Связано с Броуновским движением частиц
Позволяет определить коэффициент диффузии, диаметр частиц (DH, RH)
Типичный объем образца 400-800 мкл
Необходимо «копить» сигнал (low-throughtput)
Поскольку температура и вязкость влияют на диффузию частиц, от них зависит DLS

MALVERN ZETASIZER NANO ZS

DLS – dynamic light scattering= Квазиупругое рассеяние (quasielastic scattering, qELS)Регистрируются флуктуации интенсивности света во времени под определенным

Слайд 249
Схематическое изображение
анализатора Malvern Zetasizer Nano ZS
а
б
а. Основные элементы: 1

– оптический блок; 2 – ПК; 3 – выдвижная подставка

для кювет; 4 – термоколпачок; 5 – термообкладка.

б. Основные элементы: 1 – лазер; 2 - кювета с образцом; 3 – детектор; 4 – аттенюатор; 5 – коррелятор; 6 – ПК.
9Схематическое изображение анализатора Malvern Zetasizer Nano ZSаба. Основные элементы: 1 – оптический блок; 2 – ПК; 3

Слайд 25What happens with DLS?

What happens with DLS?

Слайд 26Autocorrelation function
Коэффициент диффузии D
Time
Intensity
Time
1
0
0

 = 
1
2
3
Correlation
Coefficient
Z(D) – функция распределения рассеивающих

частиц по коэффициентам диффузии, С – параметр,

– волновой вектор рассеяния; kd – параметр, определяющийся как термодинамическими, так и гидродинамическими взаимодействиями в растворе.
Autocorrelation functionКоэффициент диффузии DTimeIntensityTime100 = 123CorrelationCoefficientZ(D) – функция распределения рассеивающих частиц по коэффициентам диффузии, С – параметр,

Слайд 27What to expect from small vs large particles?

What to expect from small vs large particles?

Слайд 28Фитирование автокорреляционной функции с получением распределения
Diameter, nm
Diameter, nm
Diameter, nm
Relative %

in class
Relative % in class
Relative % in class
Среднеинтенсивностный
Среднеобъемный
Среднечисленный
Образец содержит 2

фракции частиц (50% и 50%) с размером 10 нм и 100 нм
Фитирование автокорреляционной функции с получением распределенияDiameter, nmDiameter, nmDiameter, nmRelative % in classRelative % in classRelative % in

Слайд 29What if we have a heterogenous sample?
Необходимо тщательно очищать образцы

от пыли, поскольку небольшая примесь крупных частиц дает основной вклад

в рассеяние
What if we have a heterogenous sample?Необходимо тщательно очищать образцы от пыли, поскольку небольшая примесь крупных частиц

Слайд 30Applications of DLS
ovalbumin

Applications of DLSovalbumin

Слайд 31DLS to study aggregation
PhK aggregation at 40°C in the presence

of different chaperones (A, C, E) – I (t) or

Rh (t)

UV-Phb aggregation in the presence of trehalose (A) or cyclodextrin (B)

DLS to study aggregationPhK aggregation at 40°C in the presence of different chaperones (A, C, E) –

Слайд 32Плюсы и минусы DLS
Время на опыт (определение распределения размеров в

образце) – до 30 мин
Всего от 20 мкг образца
Можно не

разделять образец на компоненты (например, смесь олигомеров)
Оборудование может позволить себе почти любая лаборатория
Капризный по отношению к загрязнениям (пыли)
Нет надежной объективной оценки качества анализа (любую автокорреляционную функцию можно фитировать)
Плюсы и минусы DLSВремя на опыт (определение распределения размеров в образце) – до 30 минВсего от 20

Слайд 33Fluorescence correlation spectroscopy (FCS)

Fluorescence correlation spectroscopy (FCS)

Слайд 34Fluorescence correlation spectroscopy (FCS)
Флуктуации интенсивности флуоресценции в конфокальном объеме (~1

мм3) во времени

Очень низкие концентрации, в идеале одна молекула в

фокальном объеме

В клетках, в растворе

Коэффициент диффузии D определяет поведение исследуемого флуорофора (размер)

Конфокальный лазерный сканирующий микроскоп
Fluorescence correlation spectroscopy (FCS)Флуктуации интенсивности флуоресценции в конфокальном объеме (~1 мм3) во времениОчень низкие концентрации, в идеале

Слайд 35Fluorescence correlation spectroscopy (FCS)
Флуктуации интенсивности флуоресценции в конфокальном объеме (~1

мм3) во времени

Очень низкие концентрации, в идеале одна молекула в

фокальном объеме

В клетках, в растворе

Коэффициент диффузии D определяет поведение исследуемого флуорофора (размер)

Конфокальный лазерный сканирующий микроскоп
Fluorescence correlation spectroscopy (FCS)Флуктуации интенсивности флуоресценции в конфокальном объеме (~1 мм3) во времениОчень низкие концентрации, в идеале

Слайд 36Методы, основанные на разделении

Методы, основанные на разделении

Слайд 37AUC – analytical ultracentrifugation

AUC – analytical ultracentrifugation

Слайд 38AUC – analytical ultracentrifugation
1923 г. – первая аналитическая центрифуга, 150

g
Современные ультрацентрифуги – 2..3 *100,000 g
Какая должна быть ячейка?

AUC – analytical ultracentrifugation1923 г. – первая аналитическая центрифуга, 150 gСовременные ультрацентрифуги – 2..3 *100,000 gКакая должна

Слайд 39AUC – analytical ultracentrifugation
ячейка:
ячейки:
ротор:
До 0.5 мл образца

AUC – analytical ultracentrifugationячейка:ячейки:ротор:До 0.5 мл образца

Слайд 40Что происходит во время опыта?

Что происходит во время опыта?

Слайд 41Physics behind AUC
Theodor Svedberg
1884-1971
Nobel Prize (chemistry), 1926
Lamm equation
диффузия
осаждение
Описывает временные изменения

в распределении концентрации молекулы при осаждении:
Stokes law
Сила вязкости, действующая на

малую сферу радиуса r, движущуюся через вязкую жидкость:

Сила трения = f * скорость молекулы

Physics behind AUCTheodor Svedberg1884-1971Nobel Prize (chemistry), 1926Lamm equationдиффузияосаждениеОписывает временные изменения в распределении концентрации молекулы при осаждении:Stokes lawСила

Слайд 42Эйнштейн (1905):

Эйнштейн (1905):

Слайд 43s may significantly differ at different temperature and viscosity and

is corrected for “standard” conditions
Olwin Byron, 2015

s may significantly differ at different temperature and viscosity and is corrected for “standard” conditionsOlwin Byron, 2015

Слайд 44AUC variations
Скоростной седиментационный анализ (скоростное ультрацентрифугирование, sedimentation velocity)
Высокие скорости, осаждение

превышает диффузию
Равновесный седиментационный анализ (sedimentation equilibrium)
Средние скорости, осаждение и диффузия

одного порядка

Опыты долгие по времени – часы (скоростное осаждение) или десятки часов (равновесное осаждение)

AUC variationsСкоростной седиментационный анализ (скоростное ультрацентрифугирование, sedimentation velocity)Высокие скорости, осаждение превышает диффузиюРавновесный седиментационный анализ (sedimentation equilibrium)Средние скорости,

Слайд 45Sedimentation velocity (SV)

Sedimentation velocity (SV)

Слайд 46Sedimentation equilibrium (SE)

Sedimentation equilibrium (SE)

Слайд 47Analytical ultracentrifugation types

Analytical ultracentrifugation types

Слайд 48Sedimentation velocity
Определение скорости движения фронта
Количество фронтов – количество компонент
Расчет коэффициента

(скорости) оседания (S)
Расчет размера частиц или его распределения
Скорость оседания зависит

от:
молярной массы
формы (фрикционное соотношение, сплюснутость),
заряда
относительной плотности
Рассчитывается для заданного набора условий (температура, плотность растворителя, вязкость и т.п.)
Sedimentation velocityОпределение скорости движения фронтаКоличество фронтов – количество компонентРасчет коэффициента (скорости) оседания (S)Расчет размера частиц или его

Слайд 49Sedimentation velocity

Sedimentation velocity

Слайд 50Sedimentation velocity

Sedimentation velocity

Слайд 51Shape of the particles matters, and can be estimated in

homogenous systems (additional parameter)
f/f0:
1 – сфера
1.2 – для среднего глобулярного

белка

a

b

a/b = aspect ratio

Shape of the particles matters, and can be estimated in homogenous systems (additional parameter)f/f0:1 – сфера1.2 –

Слайд 52Проблемы скоростного центрифугирования
Для разделения частиц с большой разницей в размере

необходимо делать при разных скоростях (малые частицы не сдвинутся, тогда

как агрегаты быстро осядут на дно)
Агрегация в ходе эксперимента (фронт уплотняет частицы, повышая концентрацию)
Сложные растворы тяжело описать с точки зрения размера частиц (расчет индивидуальных компонентов системы) – нужно точно знать состав и концентрации компонент буфера!
Зарядовые взаимодействия в некоторых системах сильно влияют на получаемые распределения размеров (одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются)
Сложно интерпретировать смеси частиц с разной массой, формой, плотностью, гидратной оболочкой
Низкое временное разрешение

Проблемы скоростного центрифугированияДля разделения частиц с большой разницей в размере необходимо делать при разных скоростях (малые частицы

Слайд 53Sedimentation equilibrium
Форма частиц уже не играет роли, только их масса

Масса

может быть определена независимо от D (коэффициент диффузии) и f

(фактор формы)
Sedimentation equilibriumФорма частиц уже не играет роли, только их массаМасса может быть определена независимо от D (коэффициент

Слайд 54Sedimentation equilibrium
Распределение вещества по радиусу при разных скоростях, после установления

равновесия
Форма частиц уже не играет роли, только их масса

Sedimentation equilibriumРаспределение вещества по радиусу при разных скоростях, после установления равновесияФорма частиц уже не играет роли, только

Слайд 55Sedimentation equilibrium
Масса может быть определена независимо от D (коэффициент диффузии)

и f (фактор формы)
Sum of exponentials for the mixtures:
Olwin Byron,

2015

Residuals display quality of the fit:

Sedimentation equilibriumМасса может быть определена независимо от D (коэффициент диффузии) и f (фактор формы)Sum of exponentials for

Слайд 56Sedimentation equilibrium
Распределение вещества по радиусу после установления равновесия говорит о

массе частиц !

Sedimentation equilibriumРаспределение вещества по радиусу после установления равновесия говорит о массе частиц !

Слайд 57Что нам надо знать и что мы хотим узнать? Как

выбрать тип AUC?
SedFIT program input:
http://www.analyticalultracentrifugation.com/sedfit_help_model.htm

Что нам надо знать и что мы хотим узнать? Как выбрать тип AUC?SedFIT program input:http://www.analyticalultracentrifugation.com/sedfit_help_model.htm

Слайд 58Плюсы и минусы AUC
Нет разбавления, широкий диапазон концентраций и состава

буфера
Разделяемые частицы могут отличаться по массе на 3 порядка
Определение размеров

частиц из первых принципов
Превосходное разделение частиц по массе
(для сферических частиц ~M2/3)
Долгий эксперимент (часы)
Ограниченное число образцов за раз (low throughput)
Дорогостоящее оборудование (центрифуга+оптика)

https://www.yumpu.com/en/document/read/51005381/analytical-ultracentrifugation/17

Плюсы и минусы AUCНет разбавления, широкий диапазон концентраций и состава буфераРазделяемые частицы могут отличаться по массе на

Слайд 59Oligomeric structure of the small heat shock protein B6 in

the crowded media modelled by TMAO
SV analysis at 20° C

and rotor speed equal to 52000 rpm. Protein concentration of the samples was 0.3 mg/ml. Insert on panel A represents the analysis of purity and electrophoretic mobility of used samples of HspB6 (1), S16D (2) and pHspB6 (3) by native gel-electrophoresis. Insert on panel C shows c(M) distribution for pHspB6. Sedimentation coefficients and per cent of corresponding species are indicated at the corresponding peaks.

+TMAO

-TMAO

B6

S16D

pB6

Oligomeric structure of the small heat shock protein B6 in the crowded media modelled by TMAOSV analysis

Слайд 60Сравнение размеров полноразмерного и укороченного белка
Исследование образования комплекса между двумя

белками
Ситуация, когда белки взаимодействуют, хорошо описывает данные SE
Ситуация, когда белки

НЕ взаимодействуют, дает сильные отклонения при фитинге
Сравнение размеров полноразмерного и укороченного белкаИсследование образования комплекса между двумя белкамиСитуация, когда белки взаимодействуют, хорошо описывает данные

Слайд 61AU-FDS – ультрацентрифугирование с флуоресцентной детекцией
Первое упоминание детектора для Beckman

Model E в 1976

Встроенный конфокальный флуориметр с мотором

Сильно взаимодействующие системы

(high-affinity)
Исследование поведения одного компонента в сложной смеси

Преимущества: чувствительность и селективность
Недостатки: стоимость оборудования, нелинейность сигнала, необходимость флуоресцентного мечения или уникальных флуоресцентных свойств объекта, удаление свободной метки!

AU-FDS – ультрацентрифугирование с флуоресцентной детекциейПервое упоминание детектора для Beckman Model E в 1976Встроенный конфокальный флуориметр с

Слайд 62AU-FDS – ультрацентрифугирование с флуоресцентной детекцией
Вся оптика перемещается вдоль радиальной

оси
Сканирование ~2 мин

AU-FDS – ультрацентрифугирование с флуоресцентной детекциейВся оптика перемещается вдоль радиальной осиСканирование ~2 мин

Слайд 63AU-FDS – ультрацентрифугирование с флуоресцентной детекцией
3,000 rpm
50,000 rpm
agg
oligomers
oligomers
Polling, S; Hatters,

DM; Mok, Y-F, Size analysis of polyglutamine protein aggregates using

fluorescence detection in an analytical ultracentrifuge., Methods Mol Biol, 2013, 1017 pp. 59-71
AU-FDS – ультрацентрифугирование с флуоресцентной детекцией3,000 rpm50,000 rpmaggoligomersoligomersPolling, S; Hatters, DM; Mok, Y-F, Size analysis of polyglutamine

Слайд 64AU-FDS – NUTS and BOLTS
Biological Online Tracer Sedimentation
Normal Use

Tracer Sedimentation

AU-FDS – NUTS and BOLTSBiological Online Tracer Sedimentation  Normal Use Tracer Sedimentation

Слайд 65Poly Q aggregation in C.elegans

Poly Q aggregation in C.elegans

Слайд 66Конец лекции 11.11.19

Конец лекции 11.11.19

Слайд 67Аналитическая гель-фильтрация (SEC) с многопараметрической детекцией (ASESC, FASESC)

Аналитическая гель-фильтрация (SEC) с многопараметрической детекцией (ASESC, FASESC)

Слайд 68Аналитическая гель-фильтрация (SEC)
Разделение частиц по размерам (согласно гидродинамическому d)
~M1/3

для сферических частиц (AUC ~M2/3)
Детекция элюата в режиме реального времени
Спектральная

детекция (поглощение и флуоресценция)
Детекция рассеяния (MALLS и DLS) – определение размеров частиц
Аналитическая гель-фильтрация (SEC)Разделение частиц по размерам (согласно гидродинамическому d) 	~M1/3 для сферических частиц (AUC ~M2/3)Детекция элюата в

Слайд 69Аналитическая гель-фильтрация (SEC) – принцип разделения

Аналитическая гель-фильтрация (SEC) – принцип разделения

Слайд 70Selectivity and efficiency of separation
Selectivity – the ability to “chemically”

separate peaks in space (~distance between given peaks)

Selectivity and efficiency of separationSelectivity – the ability to “chemically” separate peaks in space (~distance between given

Слайд 71Theoretical plates and resolution
Abstract term (~efficiency)
Imaginary layers of a column

where equilibrium takes place (each time – new one!)
The more

N - the better resolution

13

0.5

Theoretical plates and resolutionAbstract term (~efficiency)Imaginary layers of a column where equilibrium takes place (each time –

Слайд 72Theoretical plates and resolution
Abstract term (~efficiency)
Imaginary layers of a column

where equilibrium takes place (each time – new one!)
The more

N - the better resolution

13

0.5

Theoretical plates and resolutionAbstract term (~efficiency)Imaginary layers of a column where equilibrium takes place (each time –

Слайд 73Selectivity curves and fractionation range
S200 range

Selectivity curves and fractionation rangeS200 range

Слайд 75SEC columns

SEC columns

Слайд 76Аналитическая гель-фильтрация (SEC): определение кажущейся массы и RH по белкам-стандартам

Аналитическая гель-фильтрация (SEC): определение кажущейся массы и RH по белкам-стандартам

Слайд 77Аналитическая гель-фильтрация (SEC): определение кажущейся массы и RH по белкам-стандартам

Аналитическая гель-фильтрация (SEC): определение кажущейся массы и RH по белкам-стандартам

Слайд 78Oligomeric transitions, concentration dependences
Sluchanko et al Nature Commun. 2018
Maksimov et

al Biophys J 2017

Oligomeric transitions, concentration dependencesSluchanko et al Nature Commun. 2018Maksimov et al Biophys J 2017

Слайд 79Protein aggregation – depletion of the soluble, native protein
GluDH aggregation

at 50C and 0.2 mg/ml was followed by analytical SEC

by loading supernatants after heat treatment and centrifugation
Protein aggregation – depletion of the soluble, native proteinGluDH aggregation at 50C and 0.2 mg/ml was followed

Слайд 80Simultaneous detection by Abs and Fluorescence

Simultaneous detection by Abs and Fluorescence

Слайд 81SESC allows to screen expression of FP-tagged proteins directly in

clarified lysates
TagRFP-CTDH
dimer
monomer

SESC allows to screen expression of FP-tagged proteins directly in clarified lysatesTagRFP-CTDHdimermonomer

Слайд 82Full spectrum detection using diode array detectors (DAD)

Full spectrum detection using diode array detectors (DAD)

Слайд 83SESC provides unique combined information about hydrodynamics and spectral properties

of samples

SESC provides unique combined information about hydrodynamics and spectral properties of samples

Слайд 84HSPB6 protein labeling with AEDANS
nm
Time, min

HSPB6 protein labeling with AEDANSnmTime, min

Слайд 85MALLS (Multi-Angle Laser Light Scattering)

MALLS  (Multi-Angle Laser Light Scattering)

Слайд 86SEC-MALLS (Multi-Angle Laser Light Scattering)
Статическое светорассеяние, регистрируемое под разными

углами
Усредненно, не флуктуации во времени, как в DLS
Rayleigh equation:
Int.scat.light
660nm
изотропные частицы

SEC-MALLS  (Multi-Angle Laser Light Scattering) Статическое светорассеяние, регистрируемое под разными угламиУсредненно, не флуктуации во времени, как

Слайд 87SEC-MALLS (Multi-Angle Laser Light Scattering)
Статическое светорассеяние, регистрируемое под разными

углами
Усредненно, не флуктуации во времени, как в DLS
Rayleigh equation:
Int.scat.light
660nm
анизотропные частицы

SEC-MALLS  (Multi-Angle Laser Light Scattering) Статическое светорассеяние, регистрируемое под разными угламиУсредненно, не флуктуации во времени, как

Слайд 88BSA analysis by SEC-MALLS

BSA analysis by SEC-MALLS

Слайд 89MALLS detector
Column calibration
Absolute mass determination of the elutes particles

MALLS detector Column calibrationAbsolute mass determination of the elutes particles

Слайд 90SEC-SAXS (small-angle X-ray scattering)
Sluchanko et al BBRC 2017
Wavelength ~1Å
This is

discarded
Only this is analyzed

SEC-SAXS (small-angle X-ray scattering)Sluchanko et al BBRC 2017Wavelength ~1ÅThis is discardedOnly this is analyzed

Слайд 91Фракционирование в поле асимметричного потока (asymmetric flow field flow fractionation,

AF4)

Фракционирование в поле асимметричного потока  (asymmetric flow field flow fractionation, AF4)

Слайд 92Фракционирование в поле асимметричного потока (AF4)
Asymmetric flow field-flow fractionation –

спец. ячейка
Подключается к специальным насосам
Больший диапазон разделяемых частиц (+есть мембраны

с различными размерами пор)
Более хрупкие ассоциаты
Совместимо с многопараметрической детекцией (MALLS, DAD, MS, etc.)
Фракционирование в поле асимметричного потока (AF4)Asymmetric flow field-flow fractionation – спец. ячейкаПодключается к специальным насосамБольший диапазон разделяемых

Слайд 93Principle of AF4
Порядок на профиле AF4 обратный по сравнению с

Principle of AF4Порядок на профиле AF4 обратный по сравнению с SEC

Слайд 94What is happening with a mixture of small and large

particles?

What is happening with a mixture of small and large particles?

Слайд 95Комбинированный подход

Комбинированный подход

Слайд 96Примеры экспериментальных задач – какой метод(ы) оптимален?
Определить абсолютную молекулярную

массу исследуемого белка.
Охарактеризовать тетрамер-димерный переход для рекомбинантного белка (~15 точек).
Охарактеризовать

прочность стабильного димера с оцень низкой Кд
Проанализировать гидродинамический радиус и массу для тетрамера и гексамера в эквимолярной смеси.
Охарактеризовать морфологию и размеры фибрилл белка.
Оценить размеры частиц в смеси с массами, отличными на более чем 3 порядка.
Оценить массу флуоресцентного белка непосредственно в лизате клеток.
Быстро оценить частицы каких радиусов представлены в гетерогенном образце.
Получить максимальную информацию о размере, форме, массе частиц высокоочищенного белка одним методом.
Изучить кинетику агрегации и размер агрегатов для агрегирующего белка.
Наиболее точно определить массу крупного олигомера, состоящего из то ли 20 то ли 30 субъединиц (т.е. фактически определить их число в олигомере).
Определить размеры и морфологию вирусных частиц в препарате.
Примеры экспериментальных задач – какой метод(ы) оптимален? Определить абсолютную молекулярную массу исследуемого белка.Охарактеризовать тетрамер-димерный переход для рекомбинантного

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика