Avdekking av proteinstruktur - Sideversjonshistorikk

Runarsa: /* Røntgenkrystallografi (X-ray Crystallography) */

2009-05-02T07:59:51Z

Røntgenkrystallografi (X-ray Crystallography)

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 2. mai 2009 kl. 07:59
Linje 22:		Linje 22:
	=== Røntgenkrystallografi (X-ray Crystallography)===		=== Røntgenkrystallografi (X-ray Crystallography)===

	Når man bruker bølger til å innhente informasjon om fysiske strukturer, må bølgelengden til bølgene være i samme eller mindre størrelsesorden som de fysiske strukturene man ønsker å avdekke<ref name="kaplan_55-60"> Brandon D, Kaplan WD (2008). ''Microstructural Characterization of Materials 2nd Edition''. John Wiley & Sons. pp. 55-60.</ref>. Dette gjenspeiles både i Abbe-ligningen for en optisk linse~~<ref name="kaplan_125-134"> </ref>, Rayleighs oppløsningskriterie~~<ref name="kaplan_125-134"> Brandon D, Kaplan WD (2008). ''Microstructural Characterization of Materials 2nd Edition''. John Wiley & Sons. pp. 125-134.</ref> og Braggs lov for diffraksjon<ref name="kaplan_55-60"> </ref>. Siden avstandene mellom atomer i organiske molekyler vanligvis er mellom 0,1 og 0,2 nm, er det derfor umulig å avdekke atomstrukturen til et protein ved hjelp av synlig lys, som har bølgelengder på mellom 400 og 800 nm<ref name="mansfield_550"> Mansfield M, O´Sullivan C (2007). ''Understanding Physics''. John Wiley & Sons. p. 550.</ref>. Røntgenstråler derimot, med bølgelengder på mellom 0,01 og 1 nm<ref name="mansfield_550"> </ref>, avhengig av hvilket material de kommer fra, er en ideell kandidat i så måte. En konvensjonell laboratorie-strålingskilde (med CuK som material) produserer røntgenstråler med bølgelengde 0,154 nm<ref name="mcph_1-24"> McPherson A (2003). ''Introduction to Macromolecular Crystallography''. John Wiley & Sons. pp. 1-24.</ref>.		Når man bruker bølger til å innhente informasjon om fysiske strukturer, må bølgelengden til bølgene være i samme eller mindre størrelsesorden som de fysiske strukturene man ønsker å avdekke<ref name="kaplan_55-60"> Brandon D, Kaplan WD (2008). ''Microstructural Characterization of Materials 2nd Edition''. John Wiley & Sons. pp. 55-60.</ref>. Dette gjenspeiles både i Abbe-ligningen for en optisk linse<ref name="kaplan_125-134"> Brandon D, Kaplan WD (2008). ''Microstructural Characterization of Materials 2nd Edition''. John Wiley & Sons. pp. 125-134.</ref>, Rayleighs oppløsningskriterie<ref name="kaplan_125-134"> </ref> og Braggs lov for diffraksjon<ref name="kaplan_55-60"> </ref>. Siden avstandene mellom atomer i organiske molekyler vanligvis er mellom 0,1 og 0,2 nm, er det derfor umulig å avdekke atomstrukturen til et protein ved hjelp av synlig lys, som har bølgelengder på mellom 400 og 800 nm<ref name="mansfield_550"> Mansfield M, O´Sullivan C (2007). ''Understanding Physics''. John Wiley & Sons. p. 550.</ref>. Røntgenstråler derimot, med bølgelengder på mellom 0,01 og 1 nm<ref name="mansfield_550"> </ref>, avhengig av hvilket material de kommer fra, er en ideell kandidat i så måte. En konvensjonell laboratorie-strålingskilde (med CuK som material) produserer røntgenstråler med bølgelengde 0,154 nm<ref name="mcph_1-24"> McPherson A (2003). ''Introduction to Macromolecular Crystallography''. John Wiley & Sons. pp. 1-24.</ref>.

	Imidlertid finnes det ingen kjente linser eller fokuseringsmekanismer som kan samle spredte røntgenstråler<ref name="mcph_1-24"> </ref>. Dermed må man ved røntgenkrystallografi måle de spredte strålene i seg selv. Slike målinger gir opphav til to-dimensjonale diffraksjonsmønstre. En serie av slike to-dimensjonale diffraksjonsmønstre, fotografert i forskjellige vinkler i forhold til prøven, og for forskjellige retninger av prøven i forhold til røntgenstrålekilden, kan settes sammen til et ''tre-dimensjonalt'' diffraksjonsmønster. For en gitt prøve fotograferer man ofte flere hundre tusen to-dimensjonale diffraksjonsmønstre for å danne et tre-dimensjonalt diffraksjonsmønster<ref name="mcph_1-24"> </ref>.		Imidlertid finnes det ingen kjente linser eller fokuseringsmekanismer som kan samle spredte røntgenstråler<ref name="mcph_1-24"> </ref>. Dermed må man ved røntgenkrystallografi måle de spredte strålene i seg selv. Slike målinger gir opphav til to-dimensjonale diffraksjonsmønstre. En serie av slike to-dimensjonale diffraksjonsmønstre, fotografert i forskjellige vinkler i forhold til prøven, og for forskjellige retninger av prøven i forhold til røntgenstrålekilden, kan settes sammen til et ''tre-dimensjonalt'' diffraksjonsmønster. For en gitt prøve fotograferer man ofte flere hundre tusen to-dimensjonale diffraksjonsmønstre for å danne et tre-dimensjonalt diffraksjonsmønster<ref name="mcph_1-24"> </ref>.

Runarsa: /* Proteinstrukturer som byggeblokker */

2009-04-25T09:03:37Z

Proteinstrukturer som byggeblokker

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 25. apr. 2009 kl. 09:03
Linje 95:		Linje 95:
	=== Proteinstrukturer som byggeblokker ===		=== Proteinstrukturer som byggeblokker ===

	Kjente proteinstrukturer utgjør et bibliotek av biokompatible, selv-sammenstillende og lett tilgjengelige nanostrukturer, med egenskaper perfeksjonert av evolusjon<ref name="byggeblokker"> Zheng J et al. (2007). "Nanostructure Design Using Protein Building Blocks Enhanced by Conformationally Constrained Synthetic Residues". ''Biochemistry'' '''46:''' 1205-1218.</ref>. Dette gjør kjente proteinstrukturer til ideelle potensielle byggeblokker for blant annet bærere av antiviral medisin, plattformer for vevsreparasjon og spektroskopiske biomarkører<ref name="byggeblokker"> </ref>. Ved å introdusere syntetiske aminosyrer i peptid-kjeden kan man modifisere naturlig forekommende proteinstrukturer til å få ønsket geometri og størrelse samt ønskede interaksjonsegenskaper<ref name="byggeblokker"> </ref>. For eksempel har surfaktant-lignende proteinstrukturer blitt modifisert til å danne nanotuber og nanovaire, mens proteinet i proteinkappen til HIV1-viruset er modifisert til å danne tubulære, koniske og sfæriske strukturer<ref name="byggeblokker"> </ref>.		Kjente proteinstrukturer utgjør et bibliotek av biokompatible, selv-sammenstillende og lett tilgjengelige nanostrukturer, med egenskaper perfeksjonert av evolusjon<ref name="byggeblokker"> Zheng J et al. (2007). "Nanostructure Design Using Protein Building Blocks Enhanced by Conformationally Constrained Synthetic Residues". ''Biochemistry'' '''46:''' 1205-1218.</ref>. Dette gjør kjente proteinstrukturer til ideelle potensielle byggeblokker for blant annet bærere av antiviral medisin, plattformer for vevsreparasjon og spektroskopiske biomarkører<ref name="byggeblokker"> </ref>. Ved å introdusere syntetiske aminosyrer i peptid-kjeden kan man modifisere naturlig forekommende proteinstrukturer til å få ønsket geometri og størrelse samt ønskede interaksjonsegenskaper<ref name="byggeblokker"> </ref>. For eksempel har surfaktant-lignende proteinstrukturer blitt modifisert til å danne nanotuber og nanovaire, mens proteinet i proteinkappen til HIV1-viruset er blitt modifisert til å danne både tubulære, koniske og sfæriske strukturer<ref name="byggeblokker"> </ref>.

	=== Legemiddel-design ===		=== Legemiddel-design ===

Runarsa: /* Relevans for nanoteknologi */

2009-04-25T09:02:12Z

Relevans for nanoteknologi

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 25. apr. 2009 kl. 09:02
Linje 91:		Linje 91:
	== Relevans for nanoteknologi ==		== Relevans for nanoteknologi ==

	De fleste proteiner har en aminosyrelengde på mellom 40 og 4 000<ref name="proteinstørrelse"> Bruice PY (2006). ''Essential Organic Chemistry''. Pearson Education Inc. p. 435.</ref> (ekstreme unntak som [http://en.wikipedia.org/wiki/Titin titin] har riktignok over 34 000). Dette betyr at de aller fleste proteiner befinner seg på nanometer-skala i to eller tre dimensjoner. Både kunnskap om proteiners atomstruktur i seg selv og teknologien utviklet for avdekking av disse, har således, foruten å gi generell innsikt i biologiske nanometer-skala-systemer, muliggjort mange applikasjoner innen nanoteknologi. Et lite utvalg av slike er nevnt nedenfor.		De fleste proteiner har en aminosyrelengde på mellom 40 og 4 000<ref name="proteinstørrelse"> Bruice PY (2006). ''Essential Organic Chemistry''. Pearson Education Inc. p. 435.</ref> (ekstreme unntak som [http://en.wikipedia.org/wiki/Titin titin] har riktignok over 34 000). Dette betyr at de aller fleste proteiner befinner seg på nanometer-skala i to eller tre dimensjoner. Både kunnskap om proteiners atomstruktur i seg selv samt teknologien utviklet for avdekking av disse, har således, foruten å gi generell innsikt i biologiske nanometer-skala-systemer, muliggjort mange applikasjoner innen nanoteknologi. Et lite utvalg av slike er nevnt nedenfor.

	=== Proteinstrukturer som byggeblokker ===		=== Proteinstrukturer som byggeblokker ===

Runarsa: /* Relevans for nanoteknologi */

2009-04-25T09:01:41Z

Relevans for nanoteknologi

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 25. apr. 2009 kl. 09:01
Linje 91:		Linje 91:
	== Relevans for nanoteknologi ==		== Relevans for nanoteknologi ==

	De fleste proteiner har en aminosyrelengde på mellom 40 og 4 000<ref name="proteinstørrelse"> Bruice PY (2006). ''Essential Organic Chemistry''. Pearson Education Inc. p. 435.</ref> (ekstreme unntak som [http://en.wikipedia.org/wiki/Titin titin] har riktignok over 34 000). Dette betyr at de aller fleste proteiner befinner seg på nanometer-skala i én eller ~~flere~~ dimensjoner. Både kunnskap om proteiners atomstruktur i seg selv og teknologien utviklet for avdekking av disse, har således, foruten å gi generell innsikt i biologiske nanometer-skala-systemer, muliggjort mange applikasjoner innen nanoteknologi. Et lite utvalg av slike er nevnt nedenfor.		De fleste proteiner har en aminosyrelengde på mellom 40 og 4 000<ref name="proteinstørrelse"> Bruice PY (2006). ''Essential Organic Chemistry''. Pearson Education Inc. p. 435.</ref> (ekstreme unntak som [http://en.wikipedia.org/wiki/Titin titin] har riktignok over 34 000). Dette betyr at de aller fleste proteiner befinner seg på nanometer-skala i to eller tre dimensjoner. Både kunnskap om proteiners atomstruktur i seg selv og teknologien utviklet for avdekking av disse, har således, foruten å gi generell innsikt i biologiske nanometer-skala-systemer, muliggjort mange applikasjoner innen nanoteknologi. Et lite utvalg av slike er nevnt nedenfor.

	=== Proteinstrukturer som byggeblokker ===		=== Proteinstrukturer som byggeblokker ===

Runarsa: /* Legemiddel-design */

2009-04-25T09:00:17Z

Legemiddel-design

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 25. apr. 2009 kl. 09:00
Linje 99:		Linje 99:
	=== Legemiddel-design ===		=== Legemiddel-design ===

	Avdekking av strukturen til proteiner som inngår i sykdomsforløp kan gi hint til hvordan et legemiddel mot sykdommen bør utformes. For bekjempelse av malaria er for eksempel strukturen til proteinet PfHsp90 ''(Plasmodium falciparum Heat Shock Protein 90)'' bestemt for å finne fram til en mulig inhibitor<ref name="malaria"> Kumar R et al. (2007). "Three-dimensional Structure of Heat Shock Protein 90 from ''Plasmodium falciparum'': Molecular Modelling Approach to Rational Drug Design Against Malaria". ''J. Biosci.'' '''32:''' 531-536.</ref>. I andre tilfeller er det interessant å avdekke strukturen til proteiner man allerede vet har terapautiske egenskaper. Dette kan gi informasjon om den terapautiske mekanismen, noe som igjen kan gi grunnlag for modifisering av proteinet eller framstilling av analoge strukturer lignende virkemåte. En slik framgangsmåte ble brukt av Richard Pauptit et al. ved Zeneca Pharmaceuticals i 1998, der proteinene ricin og carboxypeptidase G2 ble strukturbestemt ved røntgenkrystallografi for å videreutvikle disses effektivitet ved bruk i kreft-terapi<ref name="kreft"> Pauptit et al. (1998). "Immunoconjugates as Anti-Cancer Agents". ''P.W. Codding (ed.), Structure-Based Drug Design'' 125-139.</ref>.		Avdekking av strukturen til proteiner som inngår i sykdomsforløp kan gi hint til hvordan et legemiddel mot sykdommen bør utformes. For bekjempelse av malaria er for eksempel strukturen til proteinet PfHsp90 ''(Plasmodium falciparum Heat Shock Protein 90)'' bestemt for å finne fram til en mulig inhibitor<ref name="malaria"> Kumar R et al. (2007). "Three-dimensional Structure of Heat Shock Protein 90 from ''Plasmodium falciparum'': Molecular Modelling Approach to Rational Drug Design Against Malaria". ''J. Biosci.'' '''32:''' 531-536.</ref>. I andre tilfeller er det interessant å avdekke strukturen til proteiner man allerede vet har terapautiske egenskaper. Dette kan gi informasjon om den terapautiske mekanismen, noe som igjen kan gi grunnlag for modifisering av proteinet eller framstilling av analoge strukturer med lignende virkemåte. En slik framgangsmåte ble brukt av Richard Pauptit et al. ved Zeneca Pharmaceuticals i 1998, der proteinene ricin og carboxypeptidase G2 ble strukturbestemt ved røntgenkrystallografi for å videreutvikle disses effektivitet ved bruk i kreft-terapi<ref name="kreft"> Pauptit et al. (1998). "Immunoconjugates as Anti-Cancer Agents". ''P.W. Codding (ed.), Structure-Based Drug Design'' 125-139.</ref>.

	=== Protein-nanomaterial-interaksjon ===		=== Protein-nanomaterial-interaksjon ===

Runarsa på 24. apr. 2009 kl. 13:25

2009-04-24T13:25:08Z

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 24. apr. 2009 kl. 13:25
Linje 1:		Linje 1:
	~~''siden er under konstruksjon''~~

	[[Bilde:1A3N_hemoglobin.jpg\|400px\|thumb\|right\|Figur 1: Atomstrukturen til menneskelig hemoglobin, uten bundet oksygen. De gule gruppene representerer de fire heme-gruppene, mens de andre fargene indikerer adskilte aminosyrekjeder.<br><br>Strukturen er publisert på www.pdb.org av J. R. Tame og B. Vallone<ref name="1A3N"> PDB ID: 1A3N. Tame JR, Vallone B. "The structures of deoxy human haemoglobin and the mutant Hb Tyralpha42His at 120 K". ''Acta Crystallogr. Sect.D'' '''56:''' 805-811 (2000).</ref>, og er her vist i gratisprogrammet [http://web.mit.edu/star/biochem/ StarBiochem].]]		[[Bilde:1A3N_hemoglobin.jpg\|400px\|thumb\|right\|Figur 1: Atomstrukturen til menneskelig hemoglobin, uten bundet oksygen. De gule gruppene representerer de fire heme-gruppene, mens de andre fargene indikerer adskilte aminosyrekjeder.<br><br>Strukturen er publisert på www.pdb.org av J. R. Tame og B. Vallone<ref name="1A3N"> PDB ID: 1A3N. Tame JR, Vallone B. "The structures of deoxy human haemoglobin and the mutant Hb Tyralpha42His at 120 K". ''Acta Crystallogr. Sect.D'' '''56:''' 805-811 (2000).</ref>, og er her vist i gratisprogrammet [http://web.mit.edu/star/biochem/ StarBiochem].]]
	'''Avdekking av proteinstruktur''' handler om å finne ut hvilken form og oppbygning ulike proteiner har. I løpet av de siste tiårene har det skjedd en rask utvikling i teknologi og metodikk for bestemmelse av proteinstruktur, og disse nyvinningene har gitt avgjørende kunnskap om naturens virkemåte og muligheter. Per i dag er over 52 000 proteiners struktur bestemt og offentliggjort, og i de siste årene har det blitt avdekket mer enn 5 000 nye proteinstrukturer årlig<ref name="xrd_nmr_mest"> http://www.pdb.org/pdb/static.do?p=general_information/pdb_statistics/index.html& </ref>.		'''Avdekking av proteinstruktur''' handler om å finne ut hvilken form og oppbygning ulike proteiner har. I løpet av de siste tiårene har det skjedd en rask utvikling i teknologi og metodikk for bestemmelse av proteinstruktur, og disse nyvinningene har gitt avgjørende kunnskap om naturens virkemåte og muligheter. Per i dag er over 52 000 proteiners struktur bestemt og offentliggjort, og i de siste årene har det blitt avdekket mer enn 5 000 nye proteinstrukturer årlig<ref name="xrd_nmr_mest"> http://www.pdb.org/pdb/static.do?p=general_information/pdb_statistics/index.html& </ref>.

Runarsa: /* Strukturbestemmelsesmetoder */

2009-04-24T13:24:09Z

Strukturbestemmelsesmetoder

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 24. apr. 2009 kl. 13:24
Linje 21:		Linje 21:

	Av proteinstrukturene publisert i The Protein Databank, er om lag 87 % avdekket ved hjelp av røntgenkrystallografi og rundt 13 % av strukturene funnet ved bruk av NMR. Det totale bidraget fra alle andre strukturbestemmelsesmetoder til sammen er under 1 %<ref name="pdb"> </ref>. Alternative teknikker til røntgenkrystallografi og NMR er imidlertid ikke uvesentlige, da noen grupper proteiner vanskelig lar seg strukturbestemme verken ved røntgenkrystallografi eller ved NMR. Eksempler på slike er membranproteiner og proteiner av stor størrelse. Da kan lav-temperatur elektronmikroskopi (CryoEM) være et godt alternativ<ref name="Lesk_93-99"> </ref>. Prinsippene for disse mest brukte strukturbestemmelsesmetodene for proteiner er kort gjengitt nedenfor.		Av proteinstrukturene publisert i The Protein Databank, er om lag 87 % avdekket ved hjelp av røntgenkrystallografi og rundt 13 % av strukturene funnet ved bruk av NMR. Det totale bidraget fra alle andre strukturbestemmelsesmetoder til sammen er under 1 %<ref name="pdb"> </ref>. Alternative teknikker til røntgenkrystallografi og NMR er imidlertid ikke uvesentlige, da noen grupper proteiner vanskelig lar seg strukturbestemme verken ved røntgenkrystallografi eller ved NMR. Eksempler på slike er membranproteiner og proteiner av stor størrelse. Da kan lav-temperatur elektronmikroskopi (CryoEM) være et godt alternativ<ref name="Lesk_93-99"> </ref>. Prinsippene for disse mest brukte strukturbestemmelsesmetodene for proteiner er kort gjengitt nedenfor.


	=== Røntgenkrystallografi (X-ray Crystallography)===		=== Røntgenkrystallografi (X-ray Crystallography)===
Linje 52:		Linje 51:

	• Ingen følsomhet overfor proteiners bevegelighet eller forskjellige konformasjoner		• Ingen følsomhet overfor proteiners bevegelighet eller forskjellige konformasjoner


	=== Nukleær-magnetisk resonnans (NMR) ===		=== Nukleær-magnetisk resonnans (NMR) ===
Linje 86:		Linje 84:

	• Hvis en kjerne ikke har spinn, vil den ikke skape et magnetisk moment. Dette gjelder for kjerner med både partall antall nøytroner og protoner, for eksempel karbon-12, som er den vanligste isotopene for karbon. Karbon-13 har derimot et spinn som dermed kan brukes til å merke proteinet. Merkingen kan for eksempel gjøres ved produksjon av proteinet i et vekstmedium med mye karbon-13.		• Hvis en kjerne ikke har spinn, vil den ikke skape et magnetisk moment. Dette gjelder for kjerner med både partall antall nøytroner og protoner, for eksempel karbon-12, som er den vanligste isotopene for karbon. Karbon-13 har derimot et spinn som dermed kan brukes til å merke proteinet. Merkingen kan for eksempel gjøres ved produksjon av proteinet i et vekstmedium med mye karbon-13.


	=== Lav-temperatur elektronmikroskopi (CryoEM) ===		=== Lav-temperatur elektronmikroskopi (CryoEM) ===

Runarsa: /* Strukturbestemmelsesmetoder */

2009-04-24T13:23:13Z

Strukturbestemmelsesmetoder

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 24. apr. 2009 kl. 13:23
Linje 21:		Linje 21:

	Av proteinstrukturene publisert i The Protein Databank, er om lag 87 % avdekket ved hjelp av røntgenkrystallografi og rundt 13 % av strukturene funnet ved bruk av NMR. Det totale bidraget fra alle andre strukturbestemmelsesmetoder til sammen er under 1 %<ref name="pdb"> </ref>. Alternative teknikker til røntgenkrystallografi og NMR er imidlertid ikke uvesentlige, da noen grupper proteiner vanskelig lar seg strukturbestemme verken ved røntgenkrystallografi eller ved NMR. Eksempler på slike er membranproteiner og proteiner av stor størrelse. Da kan lav-temperatur elektronmikroskopi (CryoEM) være et godt alternativ<ref name="Lesk_93-99"> </ref>. Prinsippene for disse mest brukte strukturbestemmelsesmetodene for proteiner er kort gjengitt nedenfor.		Av proteinstrukturene publisert i The Protein Databank, er om lag 87 % avdekket ved hjelp av røntgenkrystallografi og rundt 13 % av strukturene funnet ved bruk av NMR. Det totale bidraget fra alle andre strukturbestemmelsesmetoder til sammen er under 1 %<ref name="pdb"> </ref>. Alternative teknikker til røntgenkrystallografi og NMR er imidlertid ikke uvesentlige, da noen grupper proteiner vanskelig lar seg strukturbestemme verken ved røntgenkrystallografi eller ved NMR. Eksempler på slike er membranproteiner og proteiner av stor størrelse. Da kan lav-temperatur elektronmikroskopi (CryoEM) være et godt alternativ<ref name="Lesk_93-99"> </ref>. Prinsippene for disse mest brukte strukturbestemmelsesmetodene for proteiner er kort gjengitt nedenfor.


	=== Røntgenkrystallografi (X-ray Crystallography)===		=== Røntgenkrystallografi (X-ray Crystallography)===
Linje 35:		Linje 36:

	Som den første teknikken for avdekking av proteinstrukturer, er røntgenkrystallografi i dag et modnet fagfelt. Både utstyr for diffraksjonsmålinger og dataprogramvare for analyse av diffraksjonsmålingene er automatisert. Dersom et protein lar seg krystallisere, tar det nå typisk mellom noen uker og ett år å avdekke atomstrukturen<ref name="mcph_1-24"> </ref>.		Som den første teknikken for avdekking av proteinstrukturer, er røntgenkrystallografi i dag et modnet fagfelt. Både utstyr for diffraksjonsmålinger og dataprogramvare for analyse av diffraksjonsmålingene er automatisert. Dersom et protein lar seg krystallisere, tar det nå typisk mellom noen uker og ett år å avdekke atomstrukturen<ref name="mcph_1-24"> </ref>.


	'''Fordeler ved røntgenkrystallografi'''		'''Fordeler ved røntgenkrystallografi'''
Linje 44:		Linje 44:

	• Velutviklet utstyr, programvare og teori		• Velutviklet utstyr, programvare og teori


	'''Ulemper ved røntgenkrystallografi'''		'''Ulemper ved røntgenkrystallografi'''
Linje 53:		Linje 52:

	• Ingen følsomhet overfor proteiners bevegelighet eller forskjellige konformasjoner		• Ingen følsomhet overfor proteiners bevegelighet eller forskjellige konformasjoner


	=== Nukleær-magnetisk resonnans (NMR) ===		=== Nukleær-magnetisk resonnans (NMR) ===
Linje 62:		Linje 62:

	der <math>B</math> er den magnetiske feltstyrken og <math>\gamma</math> er magnetogyrisk ratio, som sier noe om hvor sterk magnetkjernen er.		der <math>B</math> er den magnetiske feltstyrken og <math>\gamma</math> er magnetogyrisk ratio, som sier noe om hvor sterk magnetkjernen er.


	'''Dannelse av NMR-spekter'''		'''Dannelse av NMR-spekter'''

	Under et NMR-forsøk utsettes en kjerne for et magnetfelt og radiobølgestråling lik Larmorfrekvensen til kjernen. Hvis et magnetisk moment preseserer med samme frekvens som radiobølgene, vil det magnetiske momentet absorbere energi og endre energitilstand, slik at det dannes kjernemagnetisk resonans. Deretter fjernes strålingen og kjernen vil returnere til den opprinnelige energitilstanden. I denne prosessen emitteres det energi. NMR-spekteret dannes på grunnlag av målinger av den emitterte energien og frekvensene hvor dette skjer.		Under et NMR-forsøk utsettes en kjerne for et magnetfelt og radiobølgestråling lik Larmorfrekvensen til kjernen. Hvis et magnetisk moment preseserer med samme frekvens som radiobølgene, vil det magnetiske momentet absorbere energi og endre energitilstand, slik at det dannes kjernemagnetisk resonans. Deretter fjernes strålingen og kjernen vil returnere til den opprinnelige energitilstanden. I denne prosessen emitteres det energi. NMR-spekteret dannes på grunnlag av målinger av den emitterte energien og frekvensene hvor dette skjer.


	'''Hva kan man lese ut ifra et NMR-spekter?'''		'''Hva kan man lese ut ifra et NMR-spekter?'''
Linje 74:		Linje 72:

	Kjemisk skift blir gitt som et relativt mål i forhold til en referanse resonans frekvens. Forskjellen mellom frekvensen til signalet og referansesignalet deles på frekvensen til referansesignal for å gi kjemisk skift .		Kjemisk skift blir gitt som et relativt mål i forhold til en referanse resonans frekvens. Forskjellen mellom frekvensen til signalet og referansesignalet deles på frekvensen til referansesignal for å gi kjemisk skift .


	'''Fordeler ved NMR'''		'''Fordeler ved NMR'''
Linje 81:		Linje 78:

	• Kan produsere høyoppløselige bilder av delvis eller helt ufoldede proteiner som mangler en karakteristisk 3D-struktur		• Kan produsere høyoppløselige bilder av delvis eller helt ufoldede proteiner som mangler en karakteristisk 3D-struktur


	'''Ulemper ved NMR'''		'''Ulemper ved NMR'''
Linje 90:		Linje 86:

	• Hvis en kjerne ikke har spinn, vil den ikke skape et magnetisk moment. Dette gjelder for kjerner med både partall antall nøytroner og protoner, for eksempel karbon-12, som er den vanligste isotopene for karbon. Karbon-13 har derimot et spinn som dermed kan brukes til å merke proteinet. Merkingen kan for eksempel gjøres ved produksjon av proteinet i et vekstmedium med mye karbon-13.		• Hvis en kjerne ikke har spinn, vil den ikke skape et magnetisk moment. Dette gjelder for kjerner med både partall antall nøytroner og protoner, for eksempel karbon-12, som er den vanligste isotopene for karbon. Karbon-13 har derimot et spinn som dermed kan brukes til å merke proteinet. Merkingen kan for eksempel gjøres ved produksjon av proteinet i et vekstmedium med mye karbon-13.


	=== Lav-temperatur elektronmikroskopi (CryoEM) ===		=== Lav-temperatur elektronmikroskopi (CryoEM) ===

Runarsa: /* Røntgenkrystallografi (X-ray Crystallography) */

2009-04-24T13:21:58Z

Røntgenkrystallografi (X-ray Crystallography)

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 24. apr. 2009 kl. 13:21
Linje 32:		Linje 32:
	For å utføre Fourier-transformasjonen behøver man imidlertid å kjenne ''fasen'' til røntgenbølgene i det de treffer intensitetsmålerne. Dette er kjent som ''fase-problemet''<ref name="mcph_1-24"> </ref>. En løsning på dette problemet, kalt isomorf erstatning, ble gitt av M. Perutz og medarbeidere i 1954<ref name="mcph_151-178"> McPherson A (2003). ''Introduction to Macromolecular Crystallography''. John Wiley & Sons. pp. 151-178.</ref>, og først da ble avdekking av proteinstrukturer ble mulig. Løsningen går ut på å tilsette prøven tunge atomer som binder seg til spesifikke aminosyrer i proteinet (som kvikksølv, Hg, eller gull, Au), og analysere forskjellen mellom diffraksjonsmønstre med og uten tilsats av tunge atomer. I dag finnes det imidlertid flere ulike løsninger på fase-problemet.		For å utføre Fourier-transformasjonen behøver man imidlertid å kjenne ''fasen'' til røntgenbølgene i det de treffer intensitetsmålerne. Dette er kjent som ''fase-problemet''<ref name="mcph_1-24"> </ref>. En løsning på dette problemet, kalt isomorf erstatning, ble gitt av M. Perutz og medarbeidere i 1954<ref name="mcph_151-178"> McPherson A (2003). ''Introduction to Macromolecular Crystallography''. John Wiley & Sons. pp. 151-178.</ref>, og først da ble avdekking av proteinstrukturer ble mulig. Løsningen går ut på å tilsette prøven tunge atomer som binder seg til spesifikke aminosyrer i proteinet (som kvikksølv, Hg, eller gull, Au), og analysere forskjellen mellom diffraksjonsmønstre med og uten tilsats av tunge atomer. I dag finnes det imidlertid flere ulike løsninger på fase-problemet.

	Med denne teknikken er det teoretisk mulig å bestemme atomstrukturen til et protein ved røntgenbestrålning av kun ett enkelt eksemplar av det aktuelle proteinet. Imidlertid er måleinstrumentene som trengs til å registrere intensiteten avhengig av større intensiteter på de diffrakterte bølgene enn det ett enkelt protein vil kunne gi<ref name="mcph_1-24"> </ref>. Derfor er teknikken avhengig av å benytte ''proteinkrystaller''; et tre-dimensjonalt periodisk mønster utgjort av tusenvis av enkelteksemplarer av proteinet, som gir den samme diffraksjonseffekten som et enkeltprotein ville gi, bare forsterket<ref name="mcph_1-24"> </ref>. Å dyrke frem gode proteinkrystaller utgjør den begrensende faktoren i røntgenkrystallografi i dag<ref name="Lesk_93-99"> </ref>.		Med denne teknikken er det teoretisk mulig å bestemme atomstrukturen til et protein ved røntgenbestrålning av kun ett enkelt eksemplar av det aktuelle proteinet. Imidlertid er måleinstrumentene som trengs til å registrere intensiteten avhengig av større intensiteter på de diffrakterte bølgene enn det ett enkelt protein vil kunne gi<ref name="mcph_1-24"> </ref>. Derfor er teknikken avhengig av å benytte ''proteinkrystaller''; et tre-dimensjonalt periodisk mønster utgjort av tusenvis av enkelteksemplarer av proteinet, som gir den samme diffraksjonseffekten som et enkeltprotein ville gitt, bare forsterket<ref name="mcph_1-24"> </ref>. Å dyrke frem gode proteinkrystaller utgjør den begrensende faktoren i røntgenkrystallografi i dag<ref name="Lesk_93-99"> </ref>.

	Som den første ~~teknikk~~ for avdekking av proteinstrukturer, er røntgenkrystallografi i dag et ~~modent~~ fagfelt. Både utstyr for diffraksjonsmålinger og dataprogramvare for analyse av diffraksjonsmålingene er ~~høyautomatisert~~. Dersom et protein lar seg krystallisere, tar det nå typisk mellom noen uker og ett år å avdekke atomstrukturen<ref name="mcph_1-24"> </ref>.		Som den første teknikken for avdekking av proteinstrukturer, er røntgenkrystallografi i dag et modnet fagfelt. Både utstyr for diffraksjonsmålinger og dataprogramvare for analyse av diffraksjonsmålingene er automatisert. Dersom et protein lar seg krystallisere, tar det nå typisk mellom noen uker og ett år å avdekke atomstrukturen<ref name="mcph_1-24"> </ref>.

Runarsa: /* Røntgenkrystallografi (X-ray Crystallography) */

2009-04-24T13:20:33Z

Røntgenkrystallografi (X-ray Crystallography)

← Eldre sideversjon		Sideversjonen fra 24. apr. 2009 kl. 13:20
Linje 32:		Linje 32:
	For å utføre Fourier-transformasjonen behøver man imidlertid å kjenne ''fasen'' til røntgenbølgene i det de treffer intensitetsmålerne. Dette er kjent som ''fase-problemet''<ref name="mcph_1-24"> </ref>. En løsning på dette problemet, kalt isomorf erstatning, ble gitt av M. Perutz og medarbeidere i 1954<ref name="mcph_151-178"> McPherson A (2003). ''Introduction to Macromolecular Crystallography''. John Wiley & Sons. pp. 151-178.</ref>, og først da ble avdekking av proteinstrukturer ble mulig. Løsningen går ut på å tilsette prøven tunge atomer som binder seg til spesifikke aminosyrer i proteinet (som kvikksølv, Hg, eller gull, Au), og analysere forskjellen mellom diffraksjonsmønstre med og uten tilsats av tunge atomer. I dag finnes det imidlertid flere ulike løsninger på fase-problemet.		For å utføre Fourier-transformasjonen behøver man imidlertid å kjenne ''fasen'' til røntgenbølgene i det de treffer intensitetsmålerne. Dette er kjent som ''fase-problemet''<ref name="mcph_1-24"> </ref>. En løsning på dette problemet, kalt isomorf erstatning, ble gitt av M. Perutz og medarbeidere i 1954<ref name="mcph_151-178"> McPherson A (2003). ''Introduction to Macromolecular Crystallography''. John Wiley & Sons. pp. 151-178.</ref>, og først da ble avdekking av proteinstrukturer ble mulig. Løsningen går ut på å tilsette prøven tunge atomer som binder seg til spesifikke aminosyrer i proteinet (som kvikksølv, Hg, eller gull, Au), og analysere forskjellen mellom diffraksjonsmønstre med og uten tilsats av tunge atomer. I dag finnes det imidlertid flere ulike løsninger på fase-problemet.

	Med denne teknikken er det teoretisk mulig å bestemme atomstrukturen til et protein ved røntgenbestrålning av kun ett enkelt eksemplar av det aktuelle proteinet. Imidlertid er måleinstrumentene som trengs til å registrere intensiteten avhengig av større intensiteter på de diffrakterte bølgene enn det ett enkelt protein ~~ville~~ kunne gi<ref name="mcph_1-24"> </ref>. Derfor er teknikken avhengig av å benytte ''proteinkrystaller''; et tre-dimensjonalt periodisk mønster utgjort av tusenvis av enkelteksemplarer av proteinet, som gir den samme diffraksjonseffekten som et enkeltprotein ville gi, bare forsterket<ref name="mcph_1-24"> </ref>. Å dyrke frem gode proteinkrystaller utgjør den begrensende faktoren i røntgenkrystallografi i dag<ref name="Lesk_93-99"> </ref>.		Med denne teknikken er det teoretisk mulig å bestemme atomstrukturen til et protein ved røntgenbestrålning av kun ett enkelt eksemplar av det aktuelle proteinet. Imidlertid er måleinstrumentene som trengs til å registrere intensiteten avhengig av større intensiteter på de diffrakterte bølgene enn det ett enkelt protein vil kunne gi<ref name="mcph_1-24"> </ref>. Derfor er teknikken avhengig av å benytte ''proteinkrystaller''; et tre-dimensjonalt periodisk mønster utgjort av tusenvis av enkelteksemplarer av proteinet, som gir den samme diffraksjonseffekten som et enkeltprotein ville gi, bare forsterket<ref name="mcph_1-24"> </ref>. Å dyrke frem gode proteinkrystaller utgjør den begrensende faktoren i røntgenkrystallografi i dag<ref name="Lesk_93-99"> </ref>.

	Som den første teknikk for avdekking av proteinstrukturer, er røntgenkrystallografi i dag et modent fagfelt. Både utstyr for diffraksjonsmålinger og dataprogramvare for analyse av diffraksjonsmålingene er høyautomatisert. Dersom et protein lar seg krystallisere, tar det nå typisk mellom noen uker og ett år å avdekke atomstrukturen<ref name="mcph_1-24"> </ref>.		Som den første teknikk for avdekking av proteinstrukturer, er røntgenkrystallografi i dag et modent fagfelt. Både utstyr for diffraksjonsmålinger og dataprogramvare for analyse av diffraksjonsmålingene er høyautomatisert. Dersom et protein lar seg krystallisere, tar det nå typisk mellom noen uker og ett år å avdekke atomstrukturen<ref name="mcph_1-24"> </ref>.