動的光散乱によるタンパク質分析：学生のための方法と技術

動的光散乱（DLS）分析は、生物学研究所で日常的に使用され、高分子溶液の凝集体を検出し、タンパク質、核酸、複合体のサイズを決定したり、リガンドの結合を監視したりします。この記事は、DLSにアクセスできる大学院生および学部生と、DLSを実験室活動、実用的なコース、または研究に組み込むことを希望する教員向けに執筆されています。光散乱測定の基本概念をレビューし、DLS結果の分析と解釈の4つの重要な側面に対処します。再現性のある定量的データを確保するために、実験的状態または技術のわずかな変化によって誘発される凝集状態の変動がDLSの結果を損ない、タンパク質活動に影響を与える可能性があるため、タンパク質またはアセンブリの調製と取り扱いを制御することに注意を払う必要があります。温度、溶媒粘度、粒子間相互作用などの変数も、粒子サイズの決定に影響を与える可能性があります。あらゆる点は、市販のアルブミン、植物から分離された小さなRNAウイルス、4つの可溶性タンパク質、および修士号の枠組みの生徒によって精製および特徴付けられたリボ核タンパク質の集合など、ケーススタディによって示されています。

Dynamic light scattering (DLS) analyses are routinely used in biology laboratories to detect aggregates in macromolecular solutions, to determine the size of proteins, nucleic acids, and complexes or to monitor the binding of ligands. This article is written for graduate and undergraduate students with access to DLS and for faculty members who wish to incorporate DLS into a lab activity, a practical course or research. It reviews the basic concepts of light scattering measurements and addresses four critical aspects of the analysis and interpretation of DLS results. To ensure reproducible quantitative data, attention should be paid to controlling the preparation and handling of proteins or assemblies because variations in the state of aggregation, induced by minor changes in experimental condition or technique, might compromise DLS results and affect protein activity. Variables like temperature, solvent viscosity, and inter-particle interactions may also influence particle size determination. Every point is illustrated by case studies, including a commercially available albumin, a small RNA virus isolated from plants, as well as four soluble proteins and a ribonucleoprotein assembly purified and characterized by students in the frame of their master degree.