We present a computational case study of X-ray single-particle imaging of hydrated proteins on an example of 2-Nitrogenase-Iron protein covered with water layers of various thickness, using a start-to-end simulation platform and experimental parameters of the SPB/SFX instrument at the European X-ray Free-Electron Laser facility. The simulations identify an optimal thickness of the water layer at which the effective resolution for imaging the hydrated sample becomes significantly higher than for the non-hydrated sample. This effect is lost when the water layer becomes too thick. Even though the detailed results presented pertain to the specific sample studied, the trends which we identify should also hold in a general case. We expect these findings will guide future single-particle imaging experiments using hydrated proteins.
- MeSH
- difrakce rentgenového záření přístrojové vybavení metody MeSH
- elektrony MeSH
- fotony MeSH
- lasery * MeSH
- molekulární zobrazování metody MeSH
- oxidoreduktasy chemie účinky záření MeSH
- rentgenové záření škodlivé účinky MeSH
- simulace molekulární dynamiky * MeSH
- voda chemie MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Alkaptonurie je autosomálně recesivní choroba s komplikacemi v pozdním věku (artróza a ochronóza). Příčinou vylučování alkaptonu (kyselina homogentisová) do moči je vrozená porucha tvorby enzymu homogentisát-1,2-dioxygenázy, který je důležitým článkem v katabolismu fenylalaninu a tyrozinu. Homogentisát je ve velkém množství vylučován do moči, která stáním a alkalizací tmavne (výsledek tvorby polymerizačního produktu). Přítomnost alkaptonu v moči může přispívat k iniciačním podmínkám pro vznik močových konkrementů. Popisujeme případ 71letého muže s rozvinutými příznaky alkaptonurie, u kterého byl z močové trubice extrahován močový konkrement černé barvy tvořený amorfní organickou složkou a krystalickou fází, která byla analyzována RTG difrakcí a infračervenou spektroskopií. Krystalická fáze byla tvořena weddellitem a whitlockitem (1 : 1), v infračerveném spektru byl navíc jako minoritní složka detekován karbonátapatit.
Alkaptonuria is an autosomal recessive disease with late complications (arthritis and ochronosis). Excretion of alkapton (homogentisic acid) in the urine is due to congenital lack of the enzyme homogentisate 1,2-dioxygenase, which mediates the essential step in the catabolism of phenylalanine and tyrosine. Urine excretion of homogentisic acid is very high, urine turns dark if allowed to stand or is alkalinized (a result of formation of polymerization products of alkapton). The presence of alkapton in urine has high lithogenic effect. We report 71 years old man suffering from alkaptonuria with present severe late complications. In this man black coloured urinary calculus was extracted from the urethra. This calculus was formed of organic amorphous part and crystallized part analyzed by X-ray diffraction and infrared spectroscopy identifying weddelite and whitlockite (1:1), and trace amounts of carbonate apatite.
- MeSH
- butylaminy chemie MeSH
- difrakce rentgenového záření metody přístrojové vybavení využití MeSH
- DNA biosyntéza chemie MeSH
- financování organizované MeSH
- liposomy chemie MeSH
- nefelometrie a turbidimetrie metody přístrojové vybavení využití MeSH
- povrchově aktivní látky chemie MeSH
- radiační rozptyl MeSH
- synchrotrony přístrojové vybavení využití MeSH
Práce se zabývá zejména studiem biologických vlastností modelu implantátu povlečeného tenkou vrstvou hydroxyapatitu s mezivrstvou zirkonu. Hodnotící metodou je přímý test cytotoxicity provedený kultivací s myšími a lidskými fibroblasty. Dále byl proveden fyzikální test k analýze a složení krystalové struktury filmu (RTG difrakce), který potvrdil, že se jedná o krystalický hydroxyapatit. Zhodnocením testu cytotoxicity a srovnáním s kontrolními, paralelně kultivovanými vzorky in vitro, docházíme k závěru, že materiál není cytotoxický a je vhodný k dalším detailnějším pokusům.
The paper deals primarily with the study of biological properties of a model of implant covered with a thin layer of hydroxyapatite with an intermediate layer of zirconium. Cytotoxicity was evaluated by direct cultivation with mouse and human fibroblasts. A physical test using X-ray diffraction confirmed that the film is composed of crystalline hydroxyapatite. The evaluation of the cytotoxicity test and a comparison with controlled samples cultured in parallel in vitro made it possible to conclude that the material is not cytotoxic audit is suitable for further experiments in more detail.
- MeSH
- difrakce rentgenového záření metody přístrojové vybavení MeSH
- fibroblasty MeSH
- finanční podpora výzkumu jako téma MeSH
- hydroxyapatit terapeutické užití MeSH
- lidé MeSH
- myši MeSH
- testy toxicity metody MeSH
- titan terapeutické užití MeSH
- zirkonium terapeutické užití MeSH
- zubní implantáty MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- myši MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- přehledy MeSH
- srovnávací studie MeSH
