Potencial para imágenes biomoleculares con pulsos de rayos X de femtosegundo

Área de la Ciencia:

• Biología Estructural Biología estructural.
• La biofísica es la biofísica.
• Ciencia de los rayos X Ciencia de los rayos X.

Sus antecedentes:

• El daño por radiación limita la resolución en los estudios estructurales de biomoléculas y células individuales.
• Los métodos de enfriamiento convencionales ralentizan pero no eliminan el daño por radiación y el movimiento de la muestra.
• La dinámica de los daños sugiere extender la barrera de daños a dosis muy altas y tiempos de exposición cortos.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la información estructural recuperable de la dispersión de pulso de rayos X de femtosegundo intenso por moléculas individuales.
• Evaluar la viabilidad de superar las limitaciones de daño por radiación en la cristalografía de rayos X.

Principales métodos:

• Simulaciones por computadora de la dispersión de rayos X de moléculas de proteínas individuales y pequeños ensamblajes.
• Estimación del daño por radiación en función de los parámetros experimentales (energía fotónica, longitud de pulso, intensidad, tamaño de la muestra).

Principales resultados:

• Los experimentos con dosis de rayos X muy altas y exposiciones ultracortas pueden producir información estructural útil antes de la destrucción de la muestra.
• Las simulaciones predicen que los pulsos de rayos X de femtosegundos pueden proporcionar información estructural antes de que ocurra un daño significativo por radiación.

Conclusiones:

• Los pulsos ultracortos de rayos X de alta intensidad de los láseres de electrones libres ofrecen un nuevo enfoque para la determinación estructural.
• Las técnicas de manipulación de muestras sin contenedor, como la fumigación, son compatibles con este método.
• Este enfoque promete avanzar en los estudios estructurales de las estructuras biológicas no repetitivas.