A multilaboratory comparison of calibration accuracy and the performance of external references in analytical ultracentrifugation - CNRS - Centre national de la recherche scientifique Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue PLoS ONE Année : 2015

A multilaboratory comparison of calibration accuracy and the performance of external references in analytical ultracentrifugation

Huaying Zhao (1) , Rodolfo Ghirlando , Carlos Alfonso , Fumio Arisaka , Ilan Attali , David L Bain (2) , Marina M Bakhtina , Donald F Becker (3) , Gregory J Bedwell , Ahmet Bekdemir , Tabot M D Besong , Catherine Birck (4) , Chad A Brautigam , William Brennerman , Olwyn Byron , Agnieszka Bzowska , Jonathan B Chaires , Catherine T Chaton (5) , Helmut Cölfen (6) , Keith D Connaghan , Kimberly A Crowley , Ute Curth , Tina Daviter , William L Dean , Ana I Díez (7) , Christine Ebel (8) , Debra M Eckert (9) , Leslie E Eisele , Edward Eisenstein , Patrick England (10) , Carlos Escalante , Jeffrey A Fagan , Robert Fairman , Ron M Finn , Wolfgang Fischle (11) , José García de La Torre , Jayesh Gor , Henning Gustafsson , Damien Hall (12) , Stephen E Harding (13) , José G Hernández Cifre , Andrew B Herr , Elizabeth E Howell , Richard S Isaac (14) , Shu-Chuan Jao , Davis Jose (15) , Soon-Jong Kim , Bashkim Kokona , Jack A Kornblatt , Dalibor Kosek , Elena Krayukhina , Daniel Krzizike , Eric A Kusznir , Hyewon Kwon (16) , Adam Larson (17) , Thomas M Laue , Aline Le Roy (8) , Andrew P Leech , Hauke Lilie , Karolin Luger , Juan R Luque-Ortega , Jia Ma (18) , Carrie A May , Ernest L Maynard , Anna Modrak-Wojcik , Yee-Foong Mok , Norbert Mücke , Luitgard Nagel-Steger , Geeta J Narlikar , Masanori Noda , Amanda Nourse , Tomas Obsil , Chad K Park (19) , Jin-Ku Park (20) , Peter D Pawelek , Erby E Perdue , Stephen J Perkins (21) , Matthew A Perugini , Craig L Peterson , Martin G Peverelli , Grzegorz Piszczek , Gali Prag , Peter E Prevelige , Bertrand D E Raynal (10, 22) , Lenka Rezabkova , Klaus Richter (23) , Alison E Ringel , Rose Rosenberg (24) , Arthur J Rowe (25) , Arne C Rufer (26) , David J Scott (27) , Javier G Seravalli , Alexandra S Solovyova (28) , Renjie Song (29) , David Staunton , Caitlin Stoddard , Katherine Stott , Holger M Strauss (30) , Werner W Streicher , John P Sumida , Sarah G Swygert , Roman H Szczepanowski , Ingrid Tessmer , Ronald T Toth (31) , Ashutosh Tripathy (32) , Susumu Uchiyama , Stephan F W Uebel , Satoru Unzai , Anna Vitlin Gruber (33) , Peter H von Hippel , Christine Wandrey , Szu-Huan Wang (34) , Steven E Weitzel , Beata Wielgus-Kutrowska , Cynthia Wolberger , Martin Wolff , Edward Wright (35) , Yu-Sung Wu (36) , Jacinta M Wubben , Peter Schuck (37)
1 BGI - Beijing Genomics Institute [Shenzhen]
2 LIESP - Laboratoire d'Informatique pour l'Entreprise et les Systèmes de Production
3 ICL - Innovative Computing Laboratory [Knoxville]
4 IGBMC - Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire
5 EDF R&D - EDF R&D
6 Physikalische Chemie
7 Photonic Crystal Fibres group
8 IBS - UMR 5075 - Institut de biologie structurale
9 ObsGE - Observatoire Astronomique de l'Université de Genève
10 Biophysique des macromolécules et leurs interactions
11 Laboratory of Chromatin Biochemistry [Göttingen]
12 Stellenbosch University
13 Department of Biochemistry
14 The Centre for Ornithology, School of Biosciences, College of Life and Environmental Sciences
15 DCM - CIRE - Département de Chimie Moléculaire - Chimie Inorganique Redox
16 Hormone Research Center
17 ACE - Anglophonie : Communautés, Ecritures
18 IC2MP [Poitiers] - Institut de chimie des milieux et matériaux de Poitiers [UMR 7285]
19 Department of Animal Science
20 ULaval - Université Laval [Québec]
21 School of Mathematics [Bristol]
22 Chimie et Biocatalyse
23 LPS - Laboratoire de Physique des Solides
24 Department of marine Ecology
25 LPMC - Laboratoire de physique de la matière condensée
26 Pharma Research Discovery Chemistry
27 UKZN - University of KwaZulu-Natal [Durban, Afrique du Sud]
28 Institute for Cell and Molecular Biosciences
29 Changzhou University
30 Institut für Geologie und Paläontologie
31 TU/e - Eindhoven University of Technology [Eindhoven]
32 Department of Biochemistry and Biophysics, UNC Macromolecular Interactions Facility
33 Institute of Botany
34 NSF Center for EUV Science and Technology
35 Sustainable Energy Economics
36 Department of mathematics and MOE-LSC
37 STLO - Science et Technologie du Lait et de l'Oeuf
Rodolfo Ghirlando
  • Fonction : Auteur
Carlos Alfonso
  • Fonction : Auteur
Fumio Arisaka
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Ilan Attali
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Marina M Bakhtina
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Gregory J Bedwell
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Ahmet Bekdemir
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Tabot M D Besong
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Chad A Brautigam
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William Brennerman
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Olwyn Byron
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Agnieszka Bzowska
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Jonathan B Chaires
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Catherine T Chaton
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Keith D Connaghan
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Kimberly A Crowley
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Ute Curth
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Tina Daviter
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William L Dean
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Christine Ebel
Leslie E Eisele
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Edward Eisenstein
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Carlos Escalante
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Jeffrey A Fagan
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Robert Fairman
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Ron M Finn
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José García de La Torre
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Jayesh Gor
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Henning Gustafsson
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José G Hernández Cifre
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Andrew B Herr
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Elizabeth E Howell
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Shu-Chuan Jao
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Soon-Jong Kim
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Bashkim Kokona
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Jack A Kornblatt
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Dalibor Kosek
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Elena Krayukhina
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Daniel Krzizike
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Eric A Kusznir
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Thomas M Laue
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Hauke Lilie
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Karolin Luger
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Juan R Luque-Ortega
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Carrie A May
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Yee-Foong Mok
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Norbert Mücke
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Luitgard Nagel-Steger
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Geeta J Narlikar
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Stephan F W Uebel
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Satoru Unzai
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Christine Wandrey
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Steven E Weitzel
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Beata Wielgus-Kutrowska
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Cynthia Wolberger
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Martin Wolff
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Jacinta M Wubben
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Résumé

Analytical ultracentrifugation (AUC) is a first principles based method to determine absolute sedimentation coefficients and buoyant molar masses of macromolecules and their complexes, reporting on their size and shape in free solution. The purpose of this multi-laboratory study was to establish the precision and accuracy of basic data dimensions in AUC and validate previously proposed calibration techniques. Three kits of AUC cell assemblies containing radial and temperature calibration tools and a bovine serum albumin (BSA) reference sample were shared among 67 laboratories, generating 129 comprehensive data sets. These allowed for an assessment of many parameters of instrument performance, including accuracy of the reported scan time after the start of centrifugation, the accuracy of the temperature calibration, and the accuracy of the radial magnification. The range of sedimentation coefficients obtained for BSA monomer in different instruments and using different optical systems was from 3.655 S to 4.949 S, with a mean and standard deviation of (4.304 ± 0.188) S (4.4%). After the combined application of correction factors derived from the external calibration references for elapsed time, scan velocity, temperature, and radial magnification, the range of s-values was reduced 7-fold with a mean of 4.325 S and a 6-fold reduced standard deviation of ± 0.030 S (0.7%). In addition, the large data set provided an opportunity to determine the instrument-to-instrument variation of the absolute radial positions reported in the scan files, the precision of photometric or refractometric signal magnitudes, and the precision of the calculated apparent molar mass of BSA monomer and the fraction of BSA dimers. These results highlight the necessity and effectiveness of independent calibration of basic AUC data dimensions for reliable quantitative studies.

Dates et versions

hal-01199168 , version 1 (15-09-2015)

Identifiants

Citer

Huaying Zhao, Rodolfo Ghirlando, Carlos Alfonso, Fumio Arisaka, Ilan Attali, et al.. A multilaboratory comparison of calibration accuracy and the performance of external references in analytical ultracentrifugation. PLoS ONE, 2015, 10 (5), pp.e0126420. ⟨10.1371/journal.pone.0126420⟩. ⟨hal-01199168⟩
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