Evaluation of the physical properties of experimental macromolecular crowding systems
Notice bibliographique
Résumé
Biological cells are crowded environments consisting of both large and small molecules. The macromolecular crowding observed in biological cells is likely very important to the structure and function of a living cell. Since the macromolecules can interact with each other, this makes the system complex and there remain several open questions. In the laboratory, artificial crowder molecules can be used to create experimental model systems that mimic the cellular environment. Artificial crowders such as the polysaccharide, Ficoll, have long been assumed to be compact and colloidal, but a holistic understanding of its structure and dynamics is lacking. This thesis investigates the structure of Ficoll using multiple experimental techniques. We report rheology, small angle neutron scattering, self diffusion and relaxation measurements using nuclear magnetic resonance experiments on two widely used artificial crowder molecules, Ficoll-70 and Ficoll-400. Our results, combining measures of structure, diffusion, relaxation and rheology, show that Ficolls are more polymer like than colloid like. Importantly, we find that the self-diffusion of HDO molecules in the suspension is an efficient probe to evaluate volume occupancy of the suspension under investigation. We then evaluate the physical properties of a protein crowder solution, BSA, and phytoglycogen, a natural plant based dendrimer using the methods developed to evaluate the Ficoll suspension properties. For all crowders, we find that the self diffusion coefficient decreases exponentially with a characteristic concentration of 10-12 wt %. We also observe that the NMR transverse relaxation of the solvent is a sensitive, independent measure of water confinement, which can be correlated with suspension rheology and self diffusion. To summarize, the highlight of this thesis is that structural and dynamical methods that report on macromolecules as well as solvent can provide a more complete view of macromolecular crowding.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».