Coherent X-rays reveal anomalous molecular diffusion and cage effects in crowded protein solutions
Rattachement africain : se, de, fr. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
Abstract Understanding protein motion within the cell is crucial for predicting reaction rates and macromolecular transport in the cytoplasm. A key question is how crowded environments affect protein dynamics through hydrodynamic and direct interactions at molecular length scales. Using megahertz X-ray Photon Correlation Spectroscopy (MHz-XPCS) at the European X-ray Free Electron Laser (EuXFEL), we investigate ferritin diffusion at microsecond time scales. Our results reveal anomalous diffusion, indicated by the non-exponential decay of the intensity autocorrelation function g 2 ( q , t ) at high concentrations. This behavior is consistent with the presence of cage-trapping between the short- and long-time protein diffusion regimes. Modeling with the δ γ -theory of hydrodynamically interacting colloidal spheres successfully reproduces the experimental data by including a scaling factor linked to the protein direct interactions. These findings offer insights into the complex molecular motion in crowded protein solutions, with potential applications for optimizing ferritin-based drug delivery, where protein diffusion is the rate-limiting step.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Coherent X-rays reveal anomalous molecular diffusion and cage effects in crowded protein solutions
- Date Crossref
- 29/11/2025
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Stockholm University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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AlbaNova Department of Physics pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of Tübingen pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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University of Siegen pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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European X-Ray Free-Electron Laser pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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TU Dortmund University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Universität Hamburg pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Centre for Structural Systems Biology pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Hamburg Centre for Ultrafast Imaging pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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European Synchrotron Radiation Facility pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institut Laue-Langevin pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Stockholm University, Department of Physics — AlbaNova et University of Tübingen, avec 9 autres affiliations.
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