ABSTRACT

Quantitative Biology: From Molecular to Cellular Systems edited by Michael E. Wall © 2012 CRC Press / Taylor & Francis Group, LLC. ISBN: 978-1-4398-2722-2

6.1 The Power of Scattering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

6.2 What Is SAS? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

6.3 Small-Angle Scattering Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

6.4 Solvent Subtraction and Contrast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 6.4.1 Contrast Fundamentals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .121 6.4.2 Playing with Contrast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122

6.5 Before the Model Building Begins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122

6.6 The Basic Structural Parameters from SAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123 6.6.1 Scaling Data for I(0 ) Analysis and the Radius of Gyration . . . . . . . . . . . .123 6.6.2 The Guinier Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124 6.6.3 Real-Space Distance Distributions, P (r ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125 6.6.4 Fuzzy Boundaries, Dmax and P (r ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126

6.7 How to Determine the Molecular Weight . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128 6.7.1 Watch Your Weight . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128 6.7.2 Concentrate on Concentration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129 6.7.3 Concentration Series . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129 6.7.4 Mr from I (0 ) on an Absolute Scale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129 6.7.5 Mr Determination Using a Secondary Standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .130 6.7.6 Mr-Based on Volume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .131

6.8 Molecular Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .132 6.8.1 Ab Initio Shape Restoration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133 6.8.2 Atomic Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134 6.8.3 The Uniqueness of Structural Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136

6.9 The Powerful Advantage of SANS for Probing Macromolecular Complexes . . .138 6.9.1 Neutron Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138 6.9.2 The Power of Neutron Scattering Contrast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139 6.9.3 Biodeuteration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142 6.9.4 Contrast, I (0 ), and Rg Relations in a SANS Experiment . . . . . . . . . . . . . .143