Dit is de samenvatting van de ontwerp en synthese colleges. Dit is een korte samenvatting van de colleges, die genoeg informatie geeft om het te snappen en om het tentamen te halen.
Bijna alles in de biologie is gebaseerd op eiwit structuren. Niet alles, ook wel een beetje op DNA, RNA
en ligand structuren. De structuur geeft de functie aan. De structuur ontstaat door het
driedimensionaal opvouwen van aminozuren.
Eiwit chromatografie => wordt gebruikt voor eiwitzuivering. Dit moet heel zuiver zijn. Het zit dan wel
in een oplossing.
Er zijn twee methodes om van die oplossing met eiwit erin naar een eiwit structuur te gaan. Dat zijn X-
ray kristallografie en elektron microscopie. Dit zijn korte golflengtes en die worden gebruikt omdat een
normale lichtmicroscoop dit niet zou kunnen. Een eiwit is namelijk te klein.
We gebruiken eiwit kristallen, omdat een eiwit te klein is en heeft te weinig massa om een
röntgenstraal te kunnen beïnvloeden. Er worden dus kristallen gegroeid met duizenden eiwitten die
netjes in rijen voorkomen, die dus wel de röntgenstraal kunnen beïnvloeden op dezelfde manier,
waardoor de structuur nog steeds achterhaald kan worden.
Dan is er nog elektronenmicroscopie. Hier wordt er wel gekeken naar individuele eiwitten. Dit doen ze
met ingevroren eiwitten. Er is dan nog steeds hartstikke veel ruis, maar ze gaan elk eiwit met de
computer isoleren en dan worden ze gemiddeld. Door te middelen wordt het signaal sterker en beter.
Deze twee methodes geven natuurlijk hetzelfde resultaat.
De eiwitkristallen worden op een bepaalde manier verkregen. Er wordt namelijk eiwit oplossing
aangebracht in een bepaalde kamer. Deze oplossing is al erg geconcentreerd. Vervolgens gaat de
oplossing waarin het eiwit zit verdampen en komt terecht in het reservoir, waardoor het eiwit zich in
een steeds kleinere druppel bevindt. Zo nu en dan ontstaat er dan een kristal. Het is erg lastig om de
condities te bepalen, dus je weet nooit zeker of er een kristal gaat ontstaan of niet.
,Over de jaren heen hebben ze al veel geprobeerd qua condities en daaruit is gekomen dat je sowieso
een zout nodig hebt. Er is ook een juiste pH nodig met verschillende buffers. Ook is er een precipitant
nodig, die water uit de oplossing haalt. Dit is een heel chaotisch proces, want je weet niet wat werkt
en wat niet. Er worden dus tegenwoordig vooraf gemaakte condities verkocht, zodat je niet meer alle
oplossingen hoeft te maken.
Dit waren alleen nog maar de condities je kan ook nog de temperatuur aanpassen, er kunnen
verschillende varianten gemaakt worden van het eiwit, er kunnen verschillende soorten bacteriën
gebruikt worden etc. Tegenwoordig wordt dit vaak gedaan door robots, wat veel minder werk geeft
en wat het ook een stuk preciezer maakt. De eerste kristallen zijn altijd belabberd. De kirstallen moeten
dus geoptimaliseerd worden. Je wilt namelijk een dik kristal, zodat dat gebruikt kan worden voor
röntgendiffractie. De röntgenstralen die gebruikt worden zijn veel sterker dan die van het ziekenhuis.
De kirstallen worden ingevroren in een loop. Het is ingevroren in vloeibare stikstof.
De röntgenstraal moet dus heel intens zijn. Er is een synchrotron op een bepaalde plek in de wereld
die hier dus voor gebruikt worden. Elektronen gaan door een vacuümbuis en elke keer als ze de bocht
omgaan dan verliezen ze een beetje energie die dan gebruikt wordt voor de röntgenstraling. Dit wordt
dan gebundeld tot een hele smalle röntgenstraal die dus heel intens is.
In een synchrotron heb je langs een ring meerdere beamlines, dus het heeft ook hoeken en daar komen
de röntgenstralen eruit. Het is dus een polynoom, die dus meerdere hoeken heeft.
Uit het diffractie patroon kan een elektronen dichtheid berekend worden en dat verteld ons waar de
aminozuren zitten. Hieruit kan de structuur bepaald worden.
Er zijn verschillende soorten golven in de wereld namelijk water, geluid, licht etc. Als er vanuit twee
punten golven ontstaan dan gaan die een interactie aan met elkaar. Hierbij kunnen ze in fase zijn en
uit fase zijn. Het patroon wat hier uiteindelijk uit ontstaat heet het diffractie patroon.
Een atoom heeft natuurlijk een
elektronen wolk. En elk elektron die
zorgen ervoor dat de röntgenstralen alle
kanten op gaat. Meerdere atomen gaan
dan een interactie met elkaar aan. In een
eiwit heb je natuurlijk veel atomen die
allemaal een interactie met elkaar aan
gaan. En elk atoom die draagt dus bij aan
het diffractie patroon.
De repiprocal space is het diffractie patroon. Door de afstand tussen de
bronnen kleiner te maken, wordt het diffractie patroon ook groter.
Het diffractie patroon is dus eigenlijk gewoon de optelling van golven.
Het is dan aan een onderzoeken om het patroon te interpreteren.
Elektronenmicroscopie heeft veel minder nodig en wordt dus steeds
meer gebruikt. Eerst kon het geen goede resolutie geven, maar dit is
veranderd. Bij een elektronenmicroscoop gaat het licht de andere kant
op.
, Elektronen hebben een hele kleine golflengte en je kan dus veel details weergeven. Dit is veel meer
dan bij een licht microscoop. Door te kunnen isoleren kan je delen van de cel veel beter weergeven.
Het ruis wordt ook weggehaald door isolatie.
Er zijn geen kristallen nodig. Het eiwit wordt op de grid geplaats. Vervolgens gaat het door filterpapier.
En er blijft dan maar een heel klein
beetje over en dat wordt ingevroren in
ethaan. Over de grid ligt een dun laagje
koolstof met gaten. In die gaten liggen
de eiwitten. Hier gaat dan de elektronen
straal doorheen. Het data verzamelen
duurt meestal een dag of drie.
De elektronen worden verstrooid door het hele elektromagnetische veld. Dit is veel meer dan bij de
röntgenstralen. Dit is waarom we individuele eiwitten kunnen bekijken met een elektronenstraal, het
heeft namelijk veel meer interactie.
Elastic scattering => het verstrooien zonder energieverlies. Dit is wat je wilt bereiken.
Inelastic scattering => het verstrooien met energieverlies. De energie wordt dan opgenomen door het
eiwit en dat zorgt voor schade. Hierdoor gaan de onderdelen van het eiwit namelijk ongecontroleerd
bewegen. Dus het is belangrijk om een lichte dosis te geven.
Je kan dus beperkt stralen, voordat het beschadigd
raakt. Je kan hierdoor ook plaatjes krijgen met veel
ruis. Dus wordt er gemiddeld. Met behulp van een
software worden twee plaatjes met elkaar
vergeleken en hierdoor versterkt het signaal. Ze
geven namelijk allebei een andere oriëntatie weer
van het eiwit waardoor je de volledige oriëntatie er dus uit kunt afleiden.
Het 3D beeld maken van een structuur die onbekend is, is erg lastig. Er zijn verschillende manieren om
dit te bepalen. Bijvoorbeeld door random te puzzelen. Als er steeds meer detail komt, komt het steeds
meer in de buurt van de daadwerkelijke structuur. Het kan ook zijn dat je begint met een bepaalde
structuur die een beetje lijkt op een ander model. Als je steeds meer in de buurt komt krijg je dan ook
steeds een beter plaatje.
Structuur interpretatie is erg belangrijk bij een eiwit. De interpretatie wordt gedaan door
gespecialiseerde biologen en is erg belangrijk voor andere onderzoekers om er iets mee te kunnen
doen.
Structure of A2A
Adenosine receptor => een klasse A receptor. Dit is een relatief makkelijke receptor. Het meeste zit
namelijk in het membraan en het heeft niet hele grote uitstekende stukken. De receptor blijft intact
en blijft functioneren als het in het membraan zit. Het nadeel is dus om de structuur te kunnen bepalen,
moet je het uit het membraan halen waardoor het zijn functie verliest en het in elkaar stort.
Rodopsine is een GPCR-achtige waar het net iets gunstiger lag. Rodopsine ligt in het oog, namelijk in
de kegeltjes en in de staafjes. Hier kan je de Rodopsine uit isoleren. Dit kan bijvoorbeeld uit koeienogen
gehaald worden. Hier werd voor het eerst de structuur van een GPCR-achtige mee beschreven.
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller maximejansen3. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $5.68. You're not tied to anything after your purchase.
