Espalhamento de Raios-X

a baixos ângulos (SAXS)

• Carina Miranda CarvalhoCarina Miranda Carvalho• Paulo Roberto da Fonseca FilhoPaulo Roberto da Fonseca Filho

Botucatu, setembro de 2005.Botucatu, setembro de 2005.

O espalhamento de raio-x a baixos ângulos (Small Angle X-ray Scattering – SAXS) tem se consolidado como um método padrão para o estudo de objetos cujas dimensões espaciais variam de 1 a 1000 nm.

Instrumentos para o desenvolvimento desse método estão presentes em boa parte dos centros de pesquisa síncrotron. No Brasil, temos destaque para o Laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS).

IntroduçãoIntrodução

SAXS é usado para estudar estruturas de grande porte polímeros de grande peso molecular macromoléculas biológicas

de proteínas individuais até grandes complexos soluções com propriedades próximas das fisiológicas

SAXS não só fornece modelos tridimensionais de baixa resolução de partículas como também respostas a várias questões funcionais das mesmas.

IntroduçãoIntrodução

IntroduçãoIntroduçãoSAXS dinâmica permite analisar• mudanças estruturais mediante variações nas condições externas, tais como interações proteína-proteína e proteína-ligante e estudar a cinética de ligação/dissociação ou enovelamento/desdobramento proteico.

• processos biológicos fundamentais, como controle de ciclo celular, sinalização, duplicação de DNA, expressão gênica e regulação, algumas vias metabólicas dependem do meio onde a molécula está inserida e suas mudanças ao longo do tempo.

IntroduçãoIntrodução• Dificuldades para estudar sistemas tão complexos (especialmente suas alterações ao longo do tempo) através de outros métodos (espetroscopia, NMR e cristalografia de raio-x)

• Para macromoléculas com massas moleculares de alguns kDa - muito grandes para NMR e muito pequenas para microscopia eletrônica (cryo- electron microscopy) - SAXS permanece como o único método de obtenção das suas estruturas em condições naturais.

Detector SAXSDetector SAXS

Detector SAXSDetector SAXS

Sistema SAXSSistema SAXS

Sistema SAXSSistema SAXS

Resposta do sistemaResposta do sistema

Resposta do sistemaResposta do sistema

Resposta do sistemaResposta do sistema

Áreas de aplicaçãoÁreas de aplicação

Física Química BiológicaCiências dos

Materiais

NanopartículasNanopartículas

Cristais líquidosCristais líquidos

PolímerosPolímeros

CalalizadoresCalalizadores

ProteínasProteínas

MembranasMembranas

VidrosVidros

CerâmicasCerâmicas

Aplicações BiológicasAplicações Biológicas

Da superfície à estrutura.Da superfície à estrutura.Melhor solução obtida mostrando a “máscara” molecular (pontos) sobrepostos à estrutura cristalina (2.8 Å) Cu nitrite reductase

Associação de técnicasAssociação de técnicas

Associação de técnicasAssociação de técnicas

a) Envelope molecular (estrutura 3D com baixa resolução)b) Modelo de Docking sobreposto ao envelope molecularc) Confirmação da estrutura (a) por técnica de cristalografia

GLATTER, O.; KRATKY, O.; Small Angle X-ray Scattering, New York: Academic Press, 515 p. Biological Small Angle Scattering Group | Research, http://www.embl-hamburg.de/ExternalInfo/Research/Sax/research.html, acessado em agosto de 2005. ELETTRA - BL 5.2L - Small Angle X-ray Scattering, http://www.elettra.trieste.it/experiments/beamlines/saxs/, acessado em agosto de 2005. Materials Research Lab - Introduction to X-ray Diffraction, http://www.mrl.ucsb.edu/mrl/centralfacilities/xray/xray-basics/index.html, acessado em agosto de 2005. Molecular Biophysics Group: Small Angle X-ray Scattering, http://srs.dl.ac.uk/mbg/saxstech.html, acessado em agosto de 2005.

Referências BibliográficasReferências Bibliográficas