Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
(A) ПЭМ изображение волокон
(B) 50 последовательно полученных профилей, каждый после 4 сек облучения
(C) 2D рассеяние, соответствующее первому и последнему облучению на (B).
(D) Схема рентгеностимулированной организации.
(A)-(D) Схема предложенного механизма кристаллизации.
(E)-(G) ПЭМ растворов волокон с концентрацией 0.5%, 1% и 5%
(Н) Ранняя стадия упорядочения (ПЭМ изображение)
(J) Зависимость интенсивности наблюдаемого брегговского пика от времени облучения
(K) Возникновение брегговского пика

Рентгеновское самоупорядочение

Ключевые слова:  самосборка

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

31 марта 2010

Анизотропные молекулы часто формируют упорядоченные структуры, что используется в различных устройствах на основе жидких кристаллов, например, в телевизионных ЖК панелях и дисплеях мобильных телефонов. В биологии также важно это явление, поскольку было обнаружено самоупорядочение биомолекул и даже вирусов вытянутой формы. Такие объекты и их ансамбли обычно довольно велики, и потому их исследуют методом малоуглового рентгеновского рассеяния (SAXS). Тем не менее мощное рентгеновское излучение может необратимо разрушать некоторые молекулы и их ансамбли.

Однако Сэм Стапп с коллегами обнаружили прямо противоположный эффект: оказывается, рентгеновское излучение может не разрушать, а вызывать кристаллизацию волокон, образованных короткими белками. Диаметр волокон составлял около 100 Å, а длина - порядка десятков микрометров. Стапп с коллегами последовательно получили 50 профилей SAXS раствора с относительно низкой концентрацией (1% вес.), облучая одну мишень по 4 сек, и обнаружили, что со временем появлялись дифракционные пики, свидетельствующие об образовании кристаллического упорядочения. При большей концентрации - 5% вес. - порядок возникал мгновенно.

Было показано, что упорядочение не возникает при нагревании, а в течение 40 мин после прекращения рентгеновского облучения исчезает. Неожиданно оказалось, что зазор между волокнами в гексагональном кристаллическом домене оказался очень большим, до 320 Å, по сравнению с зазоров для биомолекул, для которых он составляет от 30 до 55 Å. Стапп с коллегами предположили, что механизм такой ассоциации связан с обратимой ионизацией карбоксильных групп, вызванной рентгеновским излучением.


Источник: Science



Комментарии
Интересно. Биологические объекты кристаллизируются, т.е. становятся малоподвижными? А как они выживут в таком виде?
Мы можем что-то или многое не понимать в тот или иной период, но мы не скрываем этого. Это действительно интересно и сейчас не понятно. И, может быть, в 8 или же 11 классе, а может быть и позже нам удастся разобраться в том, что интересует. Накопление идёт так как идёт. И для этого никакой форы не надо. Возьмите её себе, побоявшийся открыть своё имя. Главное - интерес и попытки поделиться сомнениями. Те, кто знает вопрос, подскажут и ... большое спасибо им за это
Трусов Л. А., 01 апреля 2010 12:21 
сколько вас там, если не секрет?
Трусов Л. А., 01 апреля 2010 16:31 
тысячи их...
Пастух Евфграфович, 01 апреля 2010 17:13 
Трусов Л. А., 01 апреля 2010 12:21
сколько вас там, если не секрет?

ЭТО ОТВЕТ НА НЕКОТОРОЕ ЗАМЕЧАНИЕ РАНЕЕ БЫВШЕЕ НА ФОРУМЕ.
Я ВООБЩЕ-ТО ОДНА. НО МЫ ОБЩАЕМСЯ МЕЖДУ СОБОЙ - РОВЕСНИКИ В РАЗНЫХ ГОРОДАХ И ДЕРЕВНЯХ, ОДНОКЛАСНИКИ И ДАЖЕ С БОЛЕЕ СТАРШИМИ ПО ВОЗРАСТУ. И ЧАСТО ВСТРЕЧАЕМСЯ С "ВЕЩАМИ", КОТОРЫЕ НАМ, В ЧАСТНОСТИ, УЧЕНИКАМ 7 КЛАССА НЕ ПОНЯТНЫ. ЧАСТО ПОНИМАНИЕ ПРИХОДИТ С ТРУДОМ И НЕ СРАЗУ. БЫВАЕТ, ЧТО ОДНУ ЗАДАЧКУ ПО МАТЕМАТИКЕ ИЛИ ФИЗИКЕ ПРИХОДИТСЯ РЕШАТЬ НЕДЕЛЮ-ДРУГУЮ, А ТО И БОЛЬШЕ... НО ВООБЩЕ-ТО У МЕНЯ ЖЕЛАНИЕ ЗАНИМАТЬСЯ МЕДИЦИНОЙ. НО В ПОСЛЕДНЕЕ ВРЕМЯ НАЧИНАЕТ НРАВИТЬСЯ И ХИМИЯ, КОТОРУЮ МНЕ ПОМОГАЕТ УЗНАВАТЬ ДЯДЯ - ВЫПУСКНИК ХИМФАКА МГУ.
Я В ЭТОМ СЛУЧАЕ НЕ СКРЫВАЮ ЭТОГО И НЕ НАХОЖУ СТРАННОСТЕЙ. ТАКЖЕ СЧИТАЮ, ЧТО У БОЛЬШИНСТВА ЛЮДЕЙ ТАК ЖЕ ИМЕЕТСЯ ТАКОЕ "ЯВЛЕНИЕ", КАК НЕПОНИМАНИЕ ИЛИ ЖЕ НЕЗНАНИЕ ЧЕГО ТО.

ПРИВЕДИТЕ МНЕ И ДРУГИМ ПРИМЕР, КОГДА ЧЕЛОВЕК РОДИЛСЯ ВСЕЗНАЙКОЙ. НАВЕРНО, ЕМУ НЕ ОЧЕНЬ ИНТЕРЕСНО ЖИТЬ И СКУЧНО. ПОЭТОМУ Я В ОБОБЩЁННОМ ВИДЕ НАПИСАЛА "МЫ".
ЕСЛИ УВАЖАЕМЫЙ ТРУСОВ Л.А. ОТНОСИТСЯ К ЛЮДЯМ, У КОТОРЫХ НЕ БЫВАЕТ НЕПОНИМАНИЯ ИЛИ ЖЕ НЕЗНАНИЯ ЧЕГО-ТО, ТО ПРОШУ ПРИНЯТЬ МОИ ИЗВИНЕНИЯ.
ПАПА МНЕ ЧАСТО ГОВОРИТ, ЧТО ПЛОХО НЕ НЕЗНАНИЕ, А ОТКАЗ ОТ ПОЗНАНИЯ. И ОН ПОДТАЛКИВАЕТ И ПОДДЕРЖИВАЕТ МЕНЯ, КОГДА ХОЧЕТСЯ ВСЁ БРОСИТЬ, УБЕЖДАЯ, ЧТО ЕЩЁ НЕМНОГО ПОДУМАТЬ, ПОРАБОТАТЬ, ПООБСУЖДАТЬ И...НАЧАТОЕ БЛАГОПОЛУЧНО ЗАВЕРШИТСЯ. ЭТО ОСОБЕННО ВАЖНО, КОГДА ЗАТЯГИВАЕТСЯ.
ТЕХ ЖЕ, КТО ПРИДЕРЖИВАЕТСЯ СХОЖИХ СО МНОЮ ВЗГЛЯДОВ БЛАГОДАРЮ ЗА ПОНИМАНИЕ И ПОДДЕРЖКУ. УСПЕХОВ ВАМ ВО ВСЁМ.
Владимир Владимирович, 01 апреля 2010 19:05 
Существует такое распространённое мнение, что употребление заглавных букв при написании комментариев эквивалентно использованию повышенных тонов (или даже крика, когда в огромном количестве), и в целом рассматривается как невежливое и вызывающее поведение на форуме.
Почто кричим?
Владимир Владимирович!
А это не крик - просто метод, чтобы отделить ответ от... Я не знала такого мнения. Если это так - исправлюсь. Хочется сказать, что "больше не буду". Извините все и за это. Искренне прошу извините. И...спасибо за подсказку.
Владимир Владимирович, 01 апреля 2010 20:42 
Ну и ладушки
К слову, биологические объекты в статье - просто белковые молекулы, и они неживые.
Трусов Л. А., 01 апреля 2010 21:05 
ЧАСТО ВСТРЕЧАЕМСЯ С "ВЕЩАМИ", КОТОРЫЕ НАМ, В ЧАСТНОСТИ, УЧЕНИКАМ 7 КЛАССА НЕ ПОНЯТНЫ

google it

ПЛОХО НЕ НЕЗНАНИЕ, А ОТКАЗ ОТ ПОЗНАНИЯ

именно второе Вы, семиклассники, и практикуете
Владимир Владимирович, 01 апреля 2010 21:20 
Ага, зато шумят они, семиклассники эти, громко и самозабвенно-жалостливо...
биологические объекты в статье - просто белковые молекулы, и они неживые.

Владимир Владимирович, там еще и вирусы упомянуты так что это спорный вопрос. Учитывая, что и сам вопрос о "живости" вирусов немного спорный...

И, кстати, да, оказывается, что по крайней мере некоторые вирусы после кристаллизации остаются все еще инфекционноспособными! Ангелина Валерьевна, наберите в гугле простейший запрос: "кристаллизация вирусов жизнеспособность". И делайте так каждый раз, когда захочется что-нибудь спросить.
Владимир Владимирович, 01 апреля 2010 23:22 
Светлана Владимировна,
Вы же несомненно просмотрели оригинальную статью перед написанием Вашего комментария и не сможете не согласиться, что вирусы там упомянуты только в качестве одного из общих примеров одномерных упорядоченных объектов в первом предложении вступления. Эксперименты по упорядочению были выполнены с полипептидными молекулами. Представляется очень разумным, что данное упорядочение не будет работать со значительно более громоздкими вирусами.
Владимир Владимирович, упомянуты же? Упомянуты

Ну как-то дико предполагать, что вопрос о выживании биологических объектов после кристаллизации относится к объектам заведомо неживым.
Кстати, в заметке написано, что "эксперименты по упорядочению" были выполнены с волокнами, составленными из коротких полипептидных молекул.

Диаметр волокон составлял около 100 ангстрем, а длина - порядка десятков микрометров.

По сравнению с этим вирусные частицы не назовешь "гораздо более громоздкими".
Владимир Владимирович, 02 апреля 2010 01:13 
Кстати (!), упорядочение-то наблюдали для волокон, полученных при самоорганизации водных растворов коротких пептидов (А6Е3), с изобилием ключевых для упорядочения карбоксильных групп. О каких аналогиях с упорядочением вирусов может идти речь??

Наименьший вирус, который нашелся при моем неэкспертном поиске в Гугле -- 20-25 нм (200-250 ангстремов) в диаметре. Вряд ли он состоит из однородных пептидов исключительно богатых карбоксильными группами...
Владимир Владимирович, с кем или с чем вы сейчас спорите (причем столь эмоционально, что аж два знака вопроса поставили подряд? Ну хоть не капслок, и на том спасибо). Надеюсь, что не со мной, потому что я-то с вами не спорю, но отвечать на в таком тоне поставленные вопросы тоже отказываюсь. И, кстати, о каких аналогиях речь-то?
Владимир Владимирович, 02 апреля 2010 03:48 
Извините, пожалуйста.
Вопрос о выживании биологических объектов после кристаллизации и облучения был поставлен семиклассницой (семиклассниками, или просто бодро-шумным коллективным детским разумом), и поскольку вопрос тот не имел никакого непосредственного отношения к собственно теме статьи, о чем я робко заметил в своем первом комментарии на эту тему и что мы уяснили, дальнейшие дискуссии и дискурсы, особенно в различных тонах, вряд ли сколь продуктивны.
Ну, Ангелина-то Валерьевна все равно не интересуется ответами на свои вопросы. Им, семиклассникам, и без того трудно. Столько надо успеть спросить, что читать ответы (а тем более, думать) - попросту некогда.

Говоря о вирусах и сравнивая их размеры с вышеупомянутыми волокнами, я имела в виду, конечно же, палочковидные и нитевидные вирусы, а отнюдь не сферические (странно сравнивать тонкое протяженное волокно со сферой). Например, тот самый вирус табачной мозаики, из которого впервые для вирусов были получены кристаллы и на котором было показано, что после этого вирионы все-таки остаются способными вызывать инфекцию. Размеры вириона ВТМ - 18 нм в диаметре и около 300 нм в длину. Это сравнение относилось исключительно к вашему замечанию о "значительно большей громоздкости" вирусов, а не к тому, что вирусы можно упорядочить при помощи рентгена.

Кажется, на поверхности вирионов ВТМ особо нет карбоксильных групп в больших количествах, так что упорядочиваются в кристаллы они, видимо, по каким-то другим причинам. А почему кристаллизоваться должен тот, из кого торчит СООН?

Теперь, еще. Уж не знаю что за "маленький сферический вирус" вы нашли, но вообще-то для вирусов (особенно маленьких) вполне характерно иметь снаружи много одинаковых белков (или много копий двух-трех разных белков). Поэтому не вряд ли, а наверняка его поверхность состоит из однородных пептидов (но вряд ли сплошь из остатков глутаминовой кислоты, это да).

Не воспринимайте написанное как приглашение к дискуссии, пожалуйста. Я повторяю, мне с вами спорить не о чем. В работе вирусы не упорядочивались. В то же время, это единственные из упомянутых биологических объектов, к которым можно отнести вопрос о выживании. Исключительно поэтому я написала свой первый комментарий. В образовательных, так сказать, целях. Считайте, что и последний комментарий создан для тех же целей тоже.
Владимир Владимирович, 03 апреля 2010 17:11 
Спасибо, я многое узнал
А про роль -СООН почитайте собственно в оригинальной работе и можете даже изложить это потом образовательно (не воспринимайте как приглашение).
Спасибо, что разрешили мне изложить роль карбоксильных групп в упорядочении молекул. Я обязательно воспользуюсь вашим предложением не воспринимать это как приглашение.
Владимир Владимирович, 03 апреля 2010 18:03 
А где я что-либо разрешал Вам или запрещал?
(Это Вы по собственной инициативе довыдумываете)
Смиренно восхищен, однако, ходом Ваших мыслей!
почитайте собственно в оригинальной работе и можете даже изложить это потом
Владимир Владимирович, 03 апреля 2010 20:09 
можете - это лишь модальность в контексте совета или предложения
Да, я думала, что мне нельзя, но вы открыли мне глаза. Оказывается, мне можно ДАЖЕ и такое! Я рада, что мы прояснили этот момент. Еще раз спасибо.
Владимир Владимирович, 03 апреля 2010 20:41 
Значит не зря!
И Вам огромное спасибо.
Всяческих успехов и держать глаза открытыми!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Благородные опалы: бублик и стручок
Благородные опалы: бублик и стручок

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.