פינצטה מגנטית במהירות גבוהה למדידות ננומכניות על אלמנטים רגישים לכוח
1Department of Physics,Pohang University of Science and Technology (POSTECH), 2School of Biological Sciences,Seoul National University, 3Institute for Molecular Biology and Genetics,Seoul National University, 4School of Interdisciplinary Bioscience and Bioengineering,Pohang University of Science and Technology (POSTECH)
Summary
במאמר זה אנו מתארים מערך פינצטה מגנטית במהירות גבוהה המבצע מדידות ננו-מכניות על ביומולקולות רגישות לכוח בקצב מרבי של 1.2 קילוהרץ. אנו מציגים את היישום שלה על סיכות ראש DNA וקומפלקסים SNARE כמערכות מודל, אבל זה יהיה ישים גם על מולקולות אחרות המעורבות באירועים מכנוביולוגיים.
Abstract
פינצטה מגנטית של מולקולה בודדת (MTs) שימשה ככלי רב עוצמה לחקירה מאולצת של ביומולקולות, כגון חומצות גרעין וחלבונים, ולכן הן צפויות להיות שימושיות בתחום המכנוביולוגיה. מכיוון שהשיטה מסתמכת בדרך כלל על מעקב מבוסס תמונה של חרוזים מגנטיים, המהירות המותרת בהקלטה וניתוח של תמונות, כמו גם התנודות התרמיות של החרוזים, הקשו זה מכבר על יישומה בצפייה בשינויים מבניים קטנים ומהירים במולקולות המטרה. מאמר זה מתאר שיטות מפורטות לבנייה ותפעול של מערך MT ברזולוציה גבוהה שיכול לפתור דינמיקה ננומטרית, אלפית שנייה של ביומולקולות והקומפלקסים שלהן. כדוגמאות ליישום, מודגמים ניסויים עם סיכות ראש של DNA וקומפלקסים של SNARE (מכונות איחוי ממברנה), תוך התמקדות באופן שבו ניתן לזהות את המצבים והמעברים הארעיים שלהם בנוכחות כוחות בקנה מידה פיקוניוטון. אנו מצפים כי MTs במהירות גבוהה ימשיכו לאפשר מדידות ננומכניות בדיוק גבוה על מולקולות החשות, מעבירות ומייצרות כוחות בתאים, ובכך יעמיקו את ההבנה שלנו ברמה המולקולרית של מכנוביולוגיה.
Introduction
תאים חשים באופן פעיל ומגיבים לגירויים מכניים. בעשותן כך, ביומולקולות רבות מציגות תכונות תלויות כוח המאפשרות שינויים מבניים דינמיים. דוגמאות מוערכות כוללות תעלות יונים רגישות למכנו ואלמנטים ציטו-שלדיים המספקים לתאים מידע מכני חשוב מסביבתם.
בנוסף, מולקולות בעלות אופי ייחודי של נשיאת כוח יכולות להיחשב גם רגישות למכנו במובן רחב יותר. לדוגמה, היווצרות מקומית והתכה של דופלקסים של חומצות גרעין, כמו גם מבנים מסדר גבוה יותר כגון G-quadruplexes, ממלאים תפקידים מכריעים בשכפול, שעתוק, רקומבינציה, ולאחרונה, עריכת גנום. יתר על כן, כמה חלבונים עצביים המעורבים בתקשורת סינפטית לבצע את תפקידיהם על ידי יצירת כוחות פיזיים העולים על רמות של אינטראקציות בין-מולקולריות טיפוסיות. לא משנה איזו דוגמה חוקרים, חקירת ננומכניקה של הביומולקולות המעורבות בדיוק מרחבי-זמני גבוה תוכיח את עצמה כשימושית ביותר בחשיפת מנגנונים מולקולריים של התהליכים המכנוביולוגיים הקשורים 1,2,3.
שיטות ספקטרוסקופיית כוח של מולקולה בודדת שימשו ככלים רבי עוצמה לבחינת התכונות המכניות של ביומולקולות 2,4,5,6. הם יכולים לעקוב אחר שינויים מבניים בחומצות גרעין ובחלבונים במקביל להפעלת כוח, ובכך לבחון תכונות תלויות כוח. שני מערכים ידועים הם פינצטה אופטית ופינצטה מגנטית (MTs), המשתמשים בחרוזים בגודל מיקרון כדי לתפעל מולקולות 5,6,7,8. בפלטפורמות אלה, פוליסטירן (עבור פינצטה אופטית) או חרוזים מגנטיים (עבור MTs) קשורים למולקולות מטרה (למשל, חומצות גרעין וחלבונים) באמצעות “ידיות” מולקולריות, העשויות בדרך כלל מקטעים קצרים של DNA דו-גדילי (dsDNA). לאחר מכן החרוזים מועברים כדי להפעיל כוח ומצולמים כדי לעקוב אחר מיקומם המדווח על שינויים מבניים במולקולות המטרה. פינצטה אופטית ומגנטית ניתנות במידה רבה להחלפה ביישומים שלהן, אך קיימים הבדלים חשובים בגישותיהן לשליטה בכוח. פינצטה אופטית היא במהותה מכשירי מהדק מיקום הלוכדים חרוזים במקומם, שבגללם הכוח המופעל משתנה כאשר מבנה מטרה עובר שינויי צורה; הארכה מוגברת, כגון מפתיחה, משחררת את הקשירה ומפחיתה מתח, ולהיפך. למרות שניתן ליישם משוב אקטיבי כדי לשלוט בכוח בפינצטה אופטית, MTs לעומת זאת פועלים באופן טבעי כמכשיר מהדק כוח, תוך ניצול כוחות מגנטיים יציבים בשדה רחוק על ידי מגנטים קבועים, שיכולים לעמוד גם בהפרעות סביבתיות.
למרות ההיסטוריה הארוכה והעיצוב הפשוט שלהם, MTs פיגרו אחרי פינצטה אופטית ביישומים שלהם למדידות דיוק גבוה, בעיקר בגלל אתגרים טכניים במעקב חרוזים מהיר. לאחרונה, עם זאת, מספר קבוצות הובילו במשותף שיפור רב-גוני של חומרה ותוכנה עבור מכשירי MT 2,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19 . בעבודה זו, אנו מציגים דוגמה של מערך כזה הפועל במהירות של 1.2 קילוהרץ ומתארים כיצד להשתמש בו לביצוע מדידות ננו-מכניות על ביומולקולות רגישות לכוח. כמערכות מודל, אנו משתמשים בסיכות ראש של DNA ובקומפלקסים של SNARE עצבי ובוחנים את השינויים המבניים המהירים שלהם במשטר הפיקוניוטון. סיכות ראש DNA מציגות מעברים פשוטים של שני מצבים בטווח כוח מוגדר היטב20,21, ולכן משמשות כמודלים צעצוע כדי לאמת את הביצועים של מערך פינצטה. כאשר חלבוני SNARE מתאספים לקומפלקס רגיש לכוח המניע היתוך ממברנה22, הם נחקרו בהרחבה גם על ידי ספקטרוסקופיית כוח של מולקולה בודדת 14,23,24,25. מוצגות גישות סטנדרטיות לניתוח נתונים וחילוץ מידע שימושי על תרמודינמיקה וקינטיקה. אנו מקווים שמאמר זה יוכל להקל על אימוץ MTs מדויקים במחקרים מכנוביולוגיים ולהניע את הקוראים לחקור את מערכות העניין הרגישות לכוח שלהם.
Protocol
כל החומרים והציוד המתוארים בפרוטוקול זה מפורטים בטבלת החומרים. תוכנת LabVIEW להפעלת הגדרת MT במהירות גבוהה המתוארת להלן, כמו גם סקריפטים של MATLAB לניתוח נתונים לדוגמה, מופקדים ב- GitHub (https://github.com/ShonLab/Magnetic-Tweezers) וזמינים לציבור. 1. בניית מנגנון הערה: הע?…
Representative Results
כיול כוחהתוצאות משתי שיטות מדידת הכוח (שונות התזוזה הצידית של חרוזים וניתוח ספקטרום הספקטרום) היו שונות ב-0-2 pN (איור 2G). לפי התוצאות באיור 2F, אנו יכולים להגיע באופן אמין עד 30 pN עם מגנטים רגילים של ניאודימיום. מעברים דו-מדינתיים ש…
Discussion
בעבודה זו הצגנו מערך ספקטרוסקופיית כוח של מולקולה בודדת שיכול לצפות בשינויים מבניים של ביומולקולות בדיוק מרחבי-זמני גבוה. מצלמת ה-CMOS המהירה שבה נעשה שימוש מקבלת 1,200 פריימים s−1 ברזולוציה של 1,280 x 1,024, ומאפשרת מעקב חרוזים של 1.2 קילוהרץ. עם זאת, מהירות המדידות מוגבלת כיום על ידי תוכנת מעק?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי מענק קרן המחקר הלאומית של קוריאה (NRF) במימון ממשלת קוריאה (MSIT) (NRF-2022R1C1C1012176, NRF-2021R1A4A1031754 ו-NRF- 2021R1A6A1A10042944). S.-H.R. נתמך על ידי מענק NRF (2021R1C1C2009717).
Materials
| Materials for construct synthesis | |||
| Agarose gel electrophoresis system | Advance | Mupid-2plus | |
| DNA ladder | Bioneer | D-1037 | |
| nTaq polymerase | Enzynomics | P050A | |
| PCR purification kit | LaboPass | CMR0112 | |
| PEGylated SMCC crosslinker / SM(PEG)2 | ThermoFisher Scientific | 22102 | For SNARE–DNA coupling |
| Primer B | Bioneer | 5'-Biotin/TCGCCACCATCATTTCCA-3' | For 5-kbp force calibration construct and DNA handles |
| Primer B_hp | IDT | 5'-Biotin/TTTTTTTTTTGTTCTCTATTT TTTTAGAGAAC /AP site/ /AP site/ TCGCCACCATCATTTCCA-3' |
For hairpin construct |
| Primer N | Bioneer | 5'-C6Amine/CATGTGGGTGACGCGAAA-3' | For DNA handles |
| Primer Z | Bioneer | 5'-Azide/TCGCCACCATCATTTCCA-3' | For DNA handles |
| Primer Z_5k | Bioneer | 5'-Azide/TTAGAGAGTATGGGTATATGACA TCG-3' |
For 5-kbp force calibration construct |
| Primer Z_hp | Bioneer | 5'-Azide/GTGGCAGCATGACACC-3' | For hairpin construct |
| SYBR Safe DNA Gel Stain | ThermoFisher Scientific | S33102 | |
| λ-DNA | Bioneer | D-2510 | Template strand for PCR |
| DNA sequences for SNARE proteins | |||
| 6×His-tagged SNAP-25b (2-206; capitalized) in pET28a | homemade | tggcgaatgggacgcgccctgtagcggcgca ttaagcgcggcgggtgtggtggttacgcgca gcgtgaccgctacacttgccagcgccctagc gcccgctcctttcgctttcttcccttccttt ctcgccacgttcgccggctttccccgtcaag ctctaaatcgggggctccctttagggttccg atttagtgctttacggcacctcgaccccaaa aaacttgattagggtgatggttcacgtagtg ggccatcgccctgatagacggtttttcgccc tttgacgttggagtccacgttctttaatagt ggactcttgttccaaactggaacaacactca accctatctcggtctattcttttgatttata agggattttgccgatttcggcctattggtta aaaaatgagctgatttaacaaaaatttaacg cgaattttaacaaaatattaacgtttacaat ttcaggtggcacttttcggggaaatgtgcgc ggaacccctatttgtttatttttctaaatac attcaaatatgtatccgctcatgaattaatt cttagaaaaactcatcgagcatcaaatgaaa ctgcaatttattcatatcaggattatcaata ccatatttttgaaaaagccgtttctgtaatg aaggagaaaactcaccgaggcagttccatag gatggcaagatcctggtatcggtctgcgatt ccgactcgtccaacatcaatacaacctatta atttcccctcgtcaaaaataaggttatcaag tgagaaatcaccatgagtgacgactgaatcc ggtgagaatggcaaaagtttatgcatttctt tccagacttgttcaacaggccagccattacg ctcgtcatcaaaatcactcgcatcaaccaaa ccgttattcattcgtgattgcgcctgagcga gacgaaatacgcgatcgctgttaaaaggaca attacaaacaggaatcgaatgcaaccggcgc aggaacactgccagcgcatcaacaatatttt cacctgaatcaggatattcttctaatacctg gaatgctgttttcccggggatcgcagtggtg agtaaccatgcatcatcaggagtacggataa aatgcttgatggtcggaagaggcataaattc cgtcagccagtttagtctgaccatctcatct gtaacatcattggcaacgctacctttgccat gtttcagaaacaactctggcgcatcgggctt cccatacaatcgatagattgtcgcacctgat tgcccgacattatcgcgagcccatttatacc catataaatcagcatccatgttggaatttaa tcgcggcctagagcaagacgtttcccgttga atatggctcataacaccccttgtattactgt ttatgtaagcagacagttttattgttcatga ccaaaatcccttaacgtgagttttcgttcca ctgagcgtcagaccccgtagaaaagatcaaa ggatcttcttgagatcctttttttctgcgcg taatctgctgcttgcaaacaaaaaaaccacc gctaccagcggtggtttgtttgccggatcaa gagctaccaactctttttccgaaggtaactg gcttcagcagagcgcagataccaaatactgt ccttctagtgtagccgtagttaggccaccac ttcaagaactctgtagcaccgcctacatacc tcgctctgctaatcctgttaccagtggctgc tgccagtggcgataagtcgtgtcttaccggg ttggactcaagacgatagttaccggataagg cgcagcggtcgggctgaacggggggttcgtg cacacagcccagcttggagcgaacgacctac accgaactgagatacctacagcgtgagctat gagaaagcgccacgcttcccgaagggagaaa ggcggacaggtatccggtaagcggcagggtc ggaacaggagagcgcacgagggagcttcca gggggaaacgcctggtatctttatagtcctgt cgggtttcgccacctctgacttgagcgtcga tttttgtgatgctcgtcaggggggcggagcc tatggaaaaacgccagcaacgcggccttttt acggttcctggccttttgctggccttttgct cacatgttctttcctgcgttatcccctgatt ctgtggataaccgtattaccgcctttgagtg agctgataccgctcgccgcagccgaacgacc gagcgcagcgagtcagtgagcgaggaagcgg aagagcgcctgatgcggtattttctccttac gcatctgtgcggtatttcacaccgcatatat ggtgcactctcagtacaatctgctctgatgc cgcatagttaagccagtatacactccgctat cgctacgtgactgggtcatggctgcgccccg acacccgccaacacccgctgacgcgccctga cgggcttgtctgctcccggcatccgcttaca gacaagctgtgaccgtctccgggagctgcat gtgtcagaggttttcaccgtcatcaccgaaa cgcgcgaggcagctgcggtaaagctcatcag cgtggtcgtgaagcgattcacagatgtctgc ctgttcatccgcgtccagctcgttgagtttc tccagaagcgttaatgtctggcttctgataa agcgggccatgttaagggcggttttttcctg tttggtcactgatgcctccgtgtaaggggga tttctgttcatgggggtaatgataccgatga aacgagagaggatgctcacgatacgggttac tgatgatgaacatgcccggttactggaacgt tgtgagggtaaacaactggcggtatggatgc ggcgggaccagagaaaaatcactcagggtc aatgccagcgcttcgttaatacagatgtaggt gttccacagggtagccagcagcatcctgcga tgcagatccggaacataatggtgcagggcgc tgacttccgcgtttccagactttacgaaaca cggaaaccgaagaccattcatgttgttgctc aggtcgcagacgttttgcagcagcagtcgct tcacgttcgctcgcgtatcggtgattcattc tgctaaccagtaaggcaaccccgccagccta gccgggtcctcaacgacaggagcacgatcat gcgcacccgtggggccgccatgccggcgata atggcctgcttctcgccgaaacgtttggtgg cgggaccagtgacgaaggcttgagcgagggc gtgcaagattccgaataccgcaagcgacagg ccgatcatcgtcgcgctccagcgaaagcggt cctcgccgaaaatgacccagagcgctgccgg cacctgtcctacgagttgcatgataaagaag acagtcataagtgcggcgacgatagtcatgc cccgcgcccaccggaaggagctgactgggtt gaaggctctcaagggcatcggtcgagatccc ggtgcctaatgagtgagctaacttacattaa ttgcgttgcgctcactgcccgctttccagtc gggaaacctgtcgtgccagctgcattaatga atcggccaacgcgcggggagaggcggtttgc gtattgggcgccagggtggtttttcttttca ccagtgagacgggcaacagctgattgccctt caccgcctggccctgagagagttgcagcaag cggtccacgctggtttgccccagcaggcgaa aatcctgtttgatggtggttaacggcgggat ataacatgagctgtcttcggtatcgtcgtat cccactaccgagatatccgcaccaacgcgca gcccggactcggtaatggcgcgcattgcgcc cagcgccatctgatcgttggcaaccagcatc gcagtgggaacgatgccctcattcagcattt gcatggtttgttgaaaaccggacatggcact ccagtcgccttcccgttccgctatcggctga atttgattgcgagtgagatatttatgccagc cagccagacgcagacgcgccgagacagaa cttaatgggcccgctaacagcgcgatttgctgg tgacccaatgcgaccagatgctccacgccca gtcgcgtaccgtcttcatgggagaaaataat actgttgatgggtgtctggtcagagacatca agaaataacgccggaacattagtgcaggcag cttccacagcaatggcatcctggtcatccag cggatagttaatgatcagcccactgacgcgt tgcgcgagaagattgtgcaccgccgctttac aggcttcgacgccgcttcgttctaccatcga caccaccacgctggcacccagttgatcggcg cgagatttaatcgccgcgacaatttgcgacg gcgcgtgcagggccagactggaggtggcaac gccaatcagcaacgactgtttgcccgccagt tgttgtgccacgcggttgggaatgtaattca gctccgccatcgccgcttccactttttcccg cgttttcgcagaaacgtggctggcctggttc accacgcgggaaacggtctgataagagacac cggcatactctgcgacatcgtataacgttac tggtttcacattcaccaccctgaattgactc tcttccgggcgctatcatgccataccgcgaa aggttttgcgccattcgatggtgtccgggat ctcgacgctctcccttatgcgactcctgcat taggaagcagcccagtagtaggttgaggccg ttgagcaccgccgccgcaaggaatggtgcat gcaaggagatggcgcccaacagtcccccggc cacggggcctgccaccatacccacgccgaaa caagcgctcatgagcccgaagtggcgagccc gatcttccccatcggtgatgtcggcgatata ggcgccagcaaccgcacctgtggcgccggtg atgccggccacgatgcgtccggcgtagagga tcgagatctcgatcccgcgaaattaatacga ctcactataggggaattgtgagcggataaca attcccctctagaaataattttgtttaactt taagaaggagatataccATGGGCAGC AGCCATCATCATCATCATCACA GCAGCGGCCTGGTGCCGCGC GGCAGCCATACTAGCGGAGAT ATCGCCGAGGACGCAGACAT GCGCAATGAGCTGGAGGAGA TGCAGAGGAGGGCTGACCAG CTGGCTGATGAGTCCCTGGA AAGCACCCGTCGCATGCTGC AGCTGGTTGAAGAGAGTAAA GATGCTGGCATCAGGACTTT GGTTATGTTGGATGAGCAAG GCGAACAACTGGAACGCATT GAGGAAGGGATGGACCAAAT CAATAAGGACATGAAAGAAG CAGAAAAGAATTTGACGGAC CTAGGAAAATTCGCCGGCCT TGCCGTGGCCCCCGCCAAC AAGCTTAAATCCAGTGATGC TTACAAAAAAGCCTGGGGC AATAATCAGGATGGAGTAGT GGCCAGCCAGCCTGCCCG TGTGGTGGATGAACGGGAG CAGATGGCCATCAGTGGTG GCTTCATCCGCAGGGTAAC AAATGATGCCCGGGAAAAT GAGATGGATGAGAACCTG GAGCAGGTGAGCGGCATC ATCGGAAACCTCCGCCAC ATGGCTCTAGACATGGGCA ATGAGATTGACACCCAGA ATCGCCAGATCGACAGGA TCATGGAGAAGGCTGATT CCAACAAAACCAGAATTG ATGAAGCCAACCAACGTG CAACAAAGATGCTGGGAA GTGGTTAAggatccgaattcgag ctccgtcgacaagcttgcggccgcactc gagcaccaccaccaccaccactgagat ccggctgctaacaaagcccgaaagga agctgagttggctgctgccaccgctgag caataactagcataaccccttggggcct ctaaacgggtcttgaggggttttttgctga aaggaggaactatatccggat |
|
| 6×His-tagged VAMP2 (2-97, L32C/I97C; capitalized) in pET28a | homemade | tggcgaatgggacgcgccctgtagcggcgca ttaagcgcggcgggtgtggtggttacgcgca gcgtgaccgctacacttgccagcgccctagc gcccgctcctttcgctttcttcccttccttt ctcgccacgttcgccggctttccccgtcaag ctctaaatcgggggctccctttagggttccg atttagtgctttacggcacctcgaccccaaa aaacttgattagggtgatggttcacgtagtg ggccatcgccctgatagacggtttttcgccc tttgacgttggagtccacgttctttaatagt ggactcttgttccaaactggaacaacactca accctatctcggtctattcttttgatttata agggattttgccgatttcggcctattggtta aaaaatgagctgatttaacaaaaatttaacg cgaattttaacaaaatattaacgtttacaat ttcaggtggcacttttcggggaaatgtgcgc ggaacccctatttgtttatttttctaaatac attcaaatatgtatccgctcatgaattaatt cttagaaaaactcatcgagcatcaaatgaaa ctgcaatttattcatatcaggattatcaata ccatatttttgaaaaagccgtttctgtaatg aaggagaaaactcaccgaggcagttccatag gatggcaagatcctggtatcggtctgcgatt ccgactcgtccaacatcaatacaacctatta atttcccctcgtcaaaaataaggttatcaag tgagaaatcaccatgagtgacgactgaatcc ggtgagaatggcaaaagtttatgcatttctt tccagacttgttcaacaggccagccattacg ctcgtcatcaaaatcactcgcatcaaccaaa ccgttattcattcgtgattgcgcctgagcga gacgaaatacgcgatcgctgttaaaaggaca attacaaacaggaatcgaatgcaaccggcgc aggaacactgccagcgcatcaacaatatttt cacctgaatcaggatattcttctaatacctg gaatgctgttttcccggggatcgcagtggtg agtaaccatgcatcatcaggagtacggataa aatgcttgatggtcggaagaggcataaattc cgtcagccagtttagtctgaccatctcatct gtaacatcattggcaacgctacctttgccat gtttcagaaacaactctggcgcatcgggctt cccatacaatcgatagattgtcgcacctgat tgcccgacattatcgcgagcccatttatacc catataaatcagcatccatgttggaatttaa tcgcggcctagagcaagacgtttcccgttga atatggctcataacaccccttgtattactgt ttatgtaagcagacagttttattgttcatga ccaaaatcccttaacgtgagttttcgttcca ctgagcgtcagaccccgtagaaaagatcaaa ggatcttcttgagatcctttttttctgcgcg taatctgctgcttgcaaacaaaaaaaccacc gctaccagcggtggtttgtttgccggatcaa gagctaccaactctttttccgaaggtaactg gcttcagcagagcgcagataccaaatactgt ccttctagtgtagccgtagttaggccaccac ttcaagaactctgtagcaccgcctacatacc tcgctctgctaatcctgttaccagtggctgc tgccagtggcgataagtcgtgtcttaccggg ttggactcaagacgatagttaccggataagg cgcagcggtcgggctgaacggggggttcgtg cacacagcccagcttggagcgaacgacctac accgaactgagatacctacagcgtgagctatg agaaagcgccacgcttcccgaagggagaaa ggcggacaggtatccggtaagcggcagggtc ggaacaggagagcgcacgagggagcttcca gggggaaacgcctggtatctttatagtcctgt cgggtttcgccacctctgacttgagcgtcga tttttgtgatgctcgtcaggggggcggagcc tatggaaaaacgccagcaacgcggccttttt acggttcctggccttttgctggccttttgct cacatgttctttcctgcgttatcccctgatt ctgtggataaccgtattaccgcctttgagtg agctgataccgctcgccgcagccgaacgacc gagcgcagcgagtcagtgagcgaggaagc ggaagagcgcctgatgcggtattttctccttac gcatctgtgcggtatttcacaccgcatatat ggtgcactctcagtacaatctgctctgatgc cgcatagttaagccagtatacactccgctat cgctacgtgactgggtcatggctgcgccccg acacccgccaacacccgctgacgcgccctga cgggcttgtctgctcccggcatccgcttaca gacaagctgtgaccgtctccgggagctgcat gtgtcagaggttttcaccgtcatcaccgaaa cgcgcgaggcagctgcggtaaagctcatcag cgtggtcgtgaagcgattcacagatgtctgc ctgttcatccgcgtccagctcgttgagtttc tccagaagcgttaatgtctggcttctgataa agcgggccatgttaagggcggttttttcctg tttggtcactgatgcctccgtgtaaggggga tttctgttcatgggggtaatgataccgatga aacgagagaggatgctcacgatacgggttac tgatgatgaacatgcccggttactggaacgt tgtgagggtaaacaactggcggtatggatgc ggcgggaccagagaaaaatcactcagggtc aatgccagcgcttcgttaatacagatgtaggt gttccacagggtagccagcagcatcctgcga tgcagatccggaacataatggtgcagggcgc tgacttccgcgtttccagactttacgaaaca cggaaaccgaagaccattcatgttgttgctc aggtcgcagacgttttgcagcagcagtcgct tcacgttcgctcgcgtatcggtgattcattc tgctaaccagtaaggcaaccccgccagccta gccgggtcctcaacgacaggagcacgatcat gcgcacccgtggggccgccatgccggcgata atggcctgcttctcgccgaaacgtttggtgg cgggaccagtgacgaaggcttgagcgagggc gtgcaagattccgaataccgcaagcgacagg ccgatcatcgtcgcgctccagcgaaagcggt cctcgccgaaaatgacccagagcgctgccgg cacctgtcctacgagttgcatgataaagaag acagtcataagtgcggcgacgatagtcatgc cccgcgcccaccggaaggagctgactgggtt gaaggctctcaagggcatcggtcgagatccc ggtgcctaatgagtgagctaacttacattaa ttgcgttgcgctcactgcccgctttccagtc gggaaacctgtcgtgccagctgcattaatga atcggccaacgcgcggggagaggcggtttgc gtattgggcgccagggtggtttttcttttca ccagtgagacgggcaacagctgattgccctt caccgcctggccctgagagagttgcagcaag cggtccacgctggtttgccccagcaggcgaa aatcctgtttgatggtggttaacggcgggat ataacatgagctgtcttcggtatcgtcgtat cccactaccgagatatccgcaccaacgcgca gcccggactcggtaatggcgcgcattgcgcc cagcgccatctgatcgttggcaaccagcatc gcagtgggaacgatgccctcattcagcattt gcatggtttgttgaaaaccggacatggcact ccagtcgccttcccgttccgctatcggctga atttgattgcgagtgagatatttatgccagc cagccagacgcagacgcgccgagacagaa cttaatgggcccgctaacagcgcgatttgctgg tgacccaatgcgaccagatgctccacgccca gtcgcgtaccgtcttcatgggagaaaataat actgttgatgggtgtctggtcagagacatca agaaataacgccggaacattagtgcaggcag cttccacagcaatggcatcctggtcatccag cggatagttaatgatcagcccactgacgcgt tgcgcgagaagattgtgcaccgccgctttac aggcttcgacgccgcttcgttctaccatcga caccaccacgctggcacccagttgatcggcg cgagatttaatcgccgcgacaatttgcgacg gcgcgtgcagggccagactggaggtggcaac gccaatcagcaacgactgtttgcccgccagt tgttgtgccacgcggttgggaatgtaattca gctccgccatcgccgcttccactttttcccg cgttttcgcagaaacgtggctggcctggttc accacgcgggaaacggtctgataagagacac cggcatactctgcgacatcgtataacgttac tggtttcacattcaccaccctgaattgactc tcttccgggcgctatcatgccataccgcgaa aggttttgcgccattcgatggtgtccgggat ctcgacgctctcccttatgcgactcctgcat taggaagcagcccagtagtaggttgaggccg ttgagcaccgccgccgcaaggaatggtgcat gcaaggagatggcgcccaacagtcccccggc cacggggcctgccaccatacccacgccgaaa caagcgctcatgagcccgaagtggcgagccc gatcttccccatcggtgatgtcggcgatata ggcgccagcaaccgcacctgtggcgccggtg atgccggccacgatgcgtccggcgtagagga tcgagatctcgatcccgcgaaattaatacga ctcactataggggaattgtgagcggataaca attcccctctagaaataattttgtttaactt taagaaggagatataccATGGGCAGC AGCCATCATCATCATCATCAC AGCAGCGGCCTGGTGCCGC GCGGCAGCCATATGGCAGAT CTCTCGGCTACCGCTGCCAC CGTCCCGCCTGCCGCCCCG GCCGGCGAGGGTGGCCCCC CTGCACCTCCTCCAAATCTTA CCAGTAACAGGAGATGCCAG CAGACCCAGGCCCAGGTGG ATGAGGTGGTGGACATCATG AGGGTGAATGTGGACAAGGT CCTGGAGCGAGACCAGAAG CTATCGGAACTGGATGATCG CGCAGATGCCCTCCAGGCA GGGGCCTCCCAGTTTGAAA CAAGTGCAGCCAAGCTCAA GCGCAAATACTGGTGGAAA AACCTCAAGATGATGTGCTA Aggatccgaattcgagctccgtcg acaagcttgcggccgcactcgagcaccacca ccaccaccactgagatccggctgctaacaaa gcccgaaaggaagctgagttggctgctgcca ccgctgagcaataactagcataaccccttgg ggcctctaaacgggtcttgaggggttttttg ctgaaaggaggaactatatccggat |
|
| 6×His-tagged ΔN-VAMP2 (49–96; capitalized) and Syntaxin-1A (191–267, I202C/I266C; capitalized) in pETDuet-1 | homemade | ggggaattgtgagcggataacaattcccctc tagaaataattttgtttaactttaagaagga gatataccATGGGCAGCAGCCATCA TCATCATCATCACAGCAGCGG CCTGGAAGTTCTGTTCCAGGG GCCCGGTAATGTGGACAAGGT CCTGGAGCGAGACCAGAAGCT ATCGGAACTGGATGATCGCGC AGATGCCCTCCAGGCAGGGGC CTCCCAGTTTGAAACAAGTGC AGCCAAGCTCAAGCGCAAATAC TGGTGGAAAAACCTCAAGATGAT GTAAgcggccgcataatgcttaagtcgaaca gaaagtaatcgtattgtacacggccgcataa tcgaaattaatacgactcactataggggaat tgtgagcggataacaattccccatcttagta tattagttaagtataagaaggagatatacat ATGGCCCTCAGTGAGATCGAGA CCAGGCACAGTGAGTGCATC AAGTTGGAGAACAGCATCCG GGAGCTACACGATATGTTCAT GGACATGGCCATGCTGGTGG AGAGCCAGGGGGAGATGATT GACAGGATCGAGTACAATGTG GAACACGCTGTGGACTACGTG GAGAGGGCCGTGTCTGACACC AAGAAGGCCGTCAAGTACCAG AGCAAGGCACGCAGGAAGAA GTGCATGATCTAActcgagtc tggtaaagaaaccgctgctgcgaaatttgaa cgccagcacatggactcgtctactagcgcag cttaattaacctaggctgctgccaccgctga gcaataactagcataaccccttggggcctct aaacgggtcttgaggggttttttgctgaaag gaggaactatatccggattggcgaatgggac gcgccctgtagcggcgcattaagcgcggcgg gtgtggtggttacgcgcagcgtgaccgctac acttgccagcgccctagcgcccgctcctttc gctttcttcccttcctttctcgccacgttcg ccggctttccccgtcaagctctaaatcgggg gctccctttagggttccgatttagtgcttta cggcacctcgaccccaaaaaacttgattagg gtgatggttcacgtagtgggccatcgccctg atagacggtttttcgccctttgacgttggag tccacgttctttaatagtggactcttgttcc aaactggaacaacactcaaccctatctcggt ctattcttttgatttataagggattttgccg atttcggcctattggttaaaaaatgagctga tttaacaaaaatttaacgcgaattttaacaa aatattaacgtttacaatttctggcggcacg atggcatgagattatcaaaaaggatcttcac ctagatccttttaaattaaaaatgaagtttt aaatcaatctaaagtatatatgagtaaactt ggtctgacagttaccaatgcttaatcagtga ggcacctatctcagcgatctgtctatttcgt tcatccatagttgcctgactccccgtcgtgt agataactacgatacgggagggcttaccatc tggccccagtgctgcaatgataccgcgagac ccacgctcaccggctccagatttatcagcaa taaaccagccagccggaagggccgagcgca gaagtggtcctgcaactttatccgcctccatc cagtctattaattgttgccgggaagctagag taagtagttcgccagttaatagtttgcgcaa cgttgttgccattgctacaggcatcgtggtg tcacgctcgtcgtttggtatggcttcattca gctccggttcccaacgatcaaggcgagttac atgatcccccatgttgtgcaaaaaagcggtt agctccttcggtcctccgatcgttgtcagaa gtaagttggccgcagtgttatcactcatggt tatggcagcactgcataattctcttactgtc atgccatccgtaagatgcttttctgtgactg gtgagtactcaaccaagtcattctgagaata gtgtatgcggcgaccgagttgctcttgcccg gcgtcaatacgggataataccgcgccacata gcagaactttaaaagtgctcatcattggaaa acgttcttcggggcgaaaactctcaaggatc ttaccgctgttgagatccagttcgatgtaac ccactcgtgcacccaactgatcttcagcatc ttttactttcaccagcgtttctgggtgagcaaa aacaggaaggcaaaatgccgcaaaaaagg gaataagggcgacacggaaatgttgaatact catactcttcctttttcaatcatgattgaag catttatcagggttattgtctcatgagcgga tacatatttgaatgtatttagaaaaataaac aaataggtcatgaccaaaatcccttaacgtg agttttcgttccactgagcgtcagaccccgt agaaaagatcaaaggatcttcttgagatcct ttttttctgcgcgtaatctgctgcttgcaaa caaaaaaaccaccgctaccagcggtggtttg tttgccggatcaagagctaccaactcttttt ccgaaggtaactggcttcagcagagcgcaga taccaaatactgtccttctagtgtagccgta gttaggccaccacttcaagaactctgtagca ccgcctacatacctcgctctgctaatcctgt taccagtggctgctgccagtggcgataagtc gtgtcttaccgggttggactcaagacgatag ttaccggataaggcgcagcggtcgggctgaa cggggggttcgtgcacacagcccagcttgga gcgaacgacctacaccgaactgagataccta cagcgtgagctatgagaaagcgccacgcttccc gaagggagaaaggcggacaggtatccggta agcggcagggtcggaacaggagagcgcac gagggagcttccagggggaaacgcctggtatc tttatagtcctgtcgggtttcgccacctctg acttgagcgtcgatttttgtgatgctcgtca ggggggcggagcctatggaaaaacgccagc aacgcggcctttttacggttcctggccttttg ctggccttttgctcacatgttctttcctgcg ttatcccctgattctgtggataaccgtatta ccgcctttgagtgagctgataccgctcgccgc agccgaacgaccgagcgcagcgagtcagtg agcgaggaagcggaagagcgcctgatgcgg tattttctccttacgcatctgtgcggtatttc acaccgcatatatggtgcactctcagtacaa tctgctctgatgccgcatagttaagccagta tacactccgctatcgctacgtgactgggtca tggctgcgccccgacacccgccaacacccgc tgacgcgccctgacgggcttgtctgctcccg gcatccgcttacagacaagctgtgaccgtct ccgggagctgcatgtgtcagaggttttcacc gtcatcaccgaaacgcgcgaggcagctgcgg taaagctcatcagcgtggtcgtgaagcgatt cacagatgtctgcctgttcatccgcgtccag ctcgttgagtttctccagaagcgttaatgtc tggcttctgataaagcgggccatgttaaggg cggttttttcctgtttggtcactgatgcctc cgtgtaagggggatttctgttcatgggggta atgataccgatgaaacgagagaggatgctca cgatacgggttactgatgatgaacatgcccg gttactggaacgttgtgagggtaaacaactg gcggtatggatgcggcgggaccagagaaaaa tcactcagggtcaatgccagcgcttcgttaa tacagatgtaggtgttccacagggtagccag cagcatcctgcgatgcagatccggaacataa tggtgcagggcgctgacttccgcgtttccag actttacgaaacacggaaaccgaagaccatt catgttgttgctcaggtcgcagacgttttgc agcagcagtcgcttcacgttcgctcgcgtat cggtgattcattctgctaaccagtaaggcaa ccccgccagcctagccgggtcctcaacgaca ggagcacgatcatgctagtcatgccccgcgc ccaccggaaggagctgactgggttgaaggct ctcaagggcatcggtcgagatcccggtgcct aatgagtgagctaacttacattaattgcgtt gcgctcactgcccgctttccagtcgggaaac ctgtcgtgccagctgcattaatgaatcggcc aacgcgcggggagaggcggtttgcgtattgg gcgccagggtggtttttcttttcaccagtga gacgggcaacagctgattgcccttcaccgcc tggccctgagagagttgcagcaagcggtcca cgctggtttgccccagcaggcgaaaatcctg tttgatggtggttaacggcgggatataacat gagctgtcttcggtatcgtcgtatcccacta ccgagatgtccgcaccaacgcgcagcccgga ctcggtaatggcgcgcattgcgcccagcgcc atctgatcgttggcaaccagcatcgcagtgg gaacgatgccctcattcagcatttgcatggt ttgttgaaaaccggacatggcactccagtcg ccttcccgttccgctatcggctgaatttgat tgcgagtgagatatttatgccagccagccag acgcagacgcgccgagacagaacttaatggg cccgctaacagcgcgatttgctggtgaccca atgcgaccagatgctccacgcccagtcgcgt accgtcttcatgggagaaaataatactgttg atgggtgtctggtcagagacatcaagaaata acgccggaacattagtgcaggcagcttccac agcaatggcatcctggtcatccagcggatag ttaatgatcagcccactgacgcgttgcgcga gaagattgtgcaccgccgctttacaggcttc gacgccgcttcgttctaccatcgacaccacc acgctggcacccagttgatcggcgcgagatt taatcgccgcgacaatttgcgacggcgcgtg cagggccagactggaggtggcaacgccaatc agcaacgactgtttgcccgccagttgttgtg ccacgcggttgggaatgtaattcagctccgc catcgccgcttccactttttcccgcgttttc gcagaaacgtggctggcctggttcaccacgc gggaaacggtctgataagagacaccggcata ctctgcgacatcgtataacgttactggtttc acattcaccaccctgaattgactctcttccg ggcgctatcatgccataccgcgaaaggtttt gcgccattcgatggtgtccgggatctcgacg ctctcccttatgcgactcctgcattaggaag cagcccagtagtaggttgaggccgttgagca ccgccgccgcaaggaatggtgcatgcaagga gatggcgcccaacagtcccccggccacgggg cctgccaccatacccacgccgaaacaagcgc tcatgagcccgaagtggcgagcccgatcttc cccatcggtgatgtcggcgatataggcgcca gcaaccgcacctgtggcgccggtgatgccgg ccacgatgcgtccggcgtagaggatcgagat cgatctcgatcccgcgaaattaatacgactc actata |
|
| SNAP-25b (1–206, all C to A; capitalized) in pET28a | homemade | tggcgaatgggacgcgccctgtagcggcgca ttaagcgcggcgggtgtggtggttacgcgca gcgtgaccgctacacttgccagcgccctagc gcccgctcctttcgctttcttcccttccttt ctcgccacgttcgccggctttccccgtcaag ctctaaatcgggggctccctttagggttccg atttagtgctttacggcacctcgaccccaaa aaacttgattagggtgatggttcacgtagtg ggccatcgccctgatagacggtttttcgccc tttgacgttggagtccacgttctttaatagt ggactcttgttccaaactggaacaacactca accctatctcggtctattcttttgatttata agggattttgccgatttcggcctattggtta aaaaatgagctgatttaacaaaaatttaacg cgaattttaacaaaatattaacgtttacaat ttcaggtggcacttttcggggaaatgtgcgc ggaacccctatttgtttatttttctaaatac attcaaatatgtatccgctcatgaattaatt cttagaaaaactcatcgagcatcaaatgaaa ctgcaatttattcatatcaggattatcaata ccatatttttgaaaaagccgtttctgtaatg aaggagaaaactcaccgaggcagttccatag gatggcaagatcctggtatcggtctgcgatt ccgactcgtccaacatcaatacaacctatta atttcccctcgtcaaaaataaggttatcaag tgagaaatcaccatgagtgacgactgaatcc ggtgagaatggcaaaagtttatgcatttctt tccagacttgttcaacaggccagccattacg ctcgtcatcaaaatcactcgcatcaaccaaa ccgttattcattcgtgattgcgcctgagcga gacgaaatacgcgatcgctgttaaaaggaca attacaaacaggaatcgaatgcaaccggcgc aggaacactgccagcgcatcaacaatatttt cacctgaatcaggatattcttctaatacctg gaatgctgttttcccggggatcgcagtggtg agtaaccatgcatcatcaggagtacggataa aatgcttgatggtcggaagaggcataaattc cgtcagccagtttagtctgaccatctcatct gtaacatcattggcaacgctacctttgccat gtttcagaaacaactctggcgcatcgggctt cccatacaatcgatagattgtcgcacctgat tgcccgacattatcgcgagcccatttatacc catataaatcagcatccatgttggaatttaa tcgcggcctagagcaagacgtttcccgttga atatggctcataacaccccttgtattactgt ttatgtaagcagacagttttattgttcatga ccaaaatcccttaacgtgagttttcgttcca ctgagcgtcagaccccgtagaaaagatcaaa ggatcttcttgagatcctttttttctgcgcg taatctgctgcttgcaaacaaaaaaaccacc gctaccagcggtggtttgtttgccggatcaa gagctaccaactctttttccgaaggtaactg gcttcagcagagcgcagataccaaatactgt ccttctagtgtagccgtagttaggccaccac ttcaagaactctgtagcaccgcctacatacc tcgctctgctaatcctgttaccagtggctgc tgccagtggcgataagtcgtgtcttaccggg ttggactcaagacgatagttaccggataagg cgcagcggtcgggctgaacggggggttcgtg cacacagcccagcttggagcgaacgacctac accgaactgagatacctacagcgtgagctatg agaaagcgccacgcttcccgaagggagaaa ggcggacaggtatccggtaagcggcagggtc ggaacaggagagcgcacgagggagcttcc agggggaaacgcctggtatctttatagtcctgt cgggtttcgccacctctgacttgagcgtcga tttttgtgatgctcgtcaggggggcggagcc tatggaaaaacgccagcaacgcggccttttt acggttcctggccttttgctggccttttgct cacatgttctttcctgcgttatcccctgatt ctgtggataaccgtattaccgcctttgagtg agctgataccgctcgccgcagccgaacgacc gagcgcagcgagtcagtgagcgaggaagc ggaagagcgcctgatgcggtattttctccttac gcatctgtgcggtatttcacaccgcatatat ggtgcactctcagtacaatctgctctgatgc cgcatagttaagccagtatacactccgctat cgctacgtgactgggtcatggctgcgccccg acacccgccaacacccgctgacgcgccctga cgggcttgtctgctcccggcatccgcttaca gacaagctgtgaccgtctccgggagctgcat gtgtcagaggttttcaccgtcatcaccgaaa cgcgcgaggcagctgcggtaaagctcatcag cgtggtcgtgaagcgattcacagatgtctgc ctgttcatccgcgtccagctcgttgagtttc tccagaagcgttaatgtctggcttctgataa agcgggccatgttaagggcggttttttcctg tttggtcactgatgcctccgtgtaaggggga tttctgttcatgggggtaatgataccgatga aacgagagaggatgctcacgatacgggttac tgatgatgaacatgcccggttactggaacgt tgtgagggtaaacaactggcggtatggatgc ggcgggaccagagaaaaatcactcagggtc aatgccagcgcttcgttaatacagatgtaggt gttccacagggtagccagcagcatcctgcga tgcagatccggaacataatggtgcagggcgc tgacttccgcgtttccagactttacgaaaca cggaaaccgaagaccattcatgttgttgctc aggtcgcagacgttttgcagcagcagtcgct tcacgttcgctcgcgtatcggtgattcattc tgctaaccagtaaggcaaccccgccagccta gccgggtcctcaacgacaggagcacgatcat gcgcacccgtggggccgccatgccggcgata atggcctgcttctcgccgaaacgtttggtgg cgggaccagtgacgaaggcttgagcgagggc gtgcaagattccgaataccgcaagcgacagg ccgatcatcgtcgcgctccagcgaaagcggt cctcgccgaaaatgacccagagcgctgccgg cacctgtcctacgagttgcatgataaagaag acagtcataagtgcggcgacgatagtcatgc cccgcgcccaccggaaggagctgactgggtt gaaggctctcaagggcatcggtcgagatccc ggtgcctaatgagtgagctaacttacattaa ttgcgttgcgctcactgcccgctttccagtc gggaaacctgtcgtgccagctgcattaatga atcggccaacgcgcggggagaggcggtttgc gtattgggcgccagggtggtttttcttttca ccagtgagacgggcaacagctgattgccctt caccgcctggccctgagagagttgcagcaag cggtccacgctggtttgccccagcaggcgaa aatcctgtttgatggtggttaacggcgggat ataacatgagctgtcttcggtatcgtcgtat cccactaccgagatatccgcaccaacgcgca gcccggactcggtaatggcgcgcattgcgcc cagcgccatctgatcgttggcaaccagcatc gcagtgggaacgatgccctcattcagcattt gcatggtttgttgaaaaccggacatggcact ccagtcgccttcccgttccgctatcggctga atttgattgcgagtgagatatttatgccagc cagccagacgcagacgcgccgagacagaa cttaatgggcccgctaacagcgcgatttgctgg tgacccaatgcgaccagatgctccacgccca gtcgcgtaccgtcttcatgggagaaaataat actgttgatgggtgtctggtcagagacatca agaaataacgccggaacattagtgcaggcag cttccacagcaatggcatcctggtcatccag cggatagttaatgatcagcccactgacgcgt tgcgcgagaagattgtgcaccgccgctttac aggcttcgacgccgcttcgttctaccatcga caccaccacgctggcacccagttgatcggcg cgagatttaatcgccgcgacaatttgcgacg gcgcgtgcagggccagactggaggtggcaac gccaatcagcaacgactgtttgcccgccagt tgttgtgccacgcggttgggaatgtaattca gctccgccatcgccgcttccactttttcccg cgttttcgcagaaacgtggctggcctggttc accacgcgggaaacggtctgataagagacac cggcatactctgcgacatcgtataacgttac tggtttcacattcaccaccctgaattgactc tcttccgggcgctatcatgccataccgcgaa aggttttgcgccattcgatggtgtccgggat ctcgacgctctcccttatgcgactcctgcat taggaagcagcccagtagtaggttgaggccg ttgagcaccgccgccgcaaggaatggtgcat gcaaggagatggcgcccaacagtcccccggc cacggggcctgccaccatacccacgccgaaa caagcgctcatgagcccgaagtggcgagccc gatcttccccatcggtgatgtcggcgatata ggcgccagcaaccgcacctgtggcgccggtg atgccggccacgatgcgtccggcgtagagga tcgagatctcgatcccgcgaaattaatacga ctcactataggggaattgtgagcggataaca attcccctctagaaataattttgtttaactt taagaaggagatataccATGGCCGA GGACGCAGACATGCGCAATG AGCTGGAGGAGATGCAGAGG AGGGCTGACCAGCTGGCTGA TGAGTCCCTGGAAAGCACCC GTCGCATGCTGCAGCTGGTT GAAGAGAGTAAAGATGCTGG CATCAGGACTTTGGTTATGTT GGATGAGCAAGGCGAACAAC TGGAACGCATTGAGGAAGGG ATGGACCAAATCAATAAGGAC ATGAAAGAAGCAGAAAAGAAT TTGACGGACCTAGGAAAATTC GCCGGCCTTGCCGTGGCCCC CGCCAACAAGCTTAAATCCAG TGATGCTTACAAAAAAGCCTG GGGCAATAATCAGGATGGAGT AGTGGCCAGCCAGCCTGCCC GTGTGGTGGATGAACGGGAG CAGATGGCCATCAGTGGTGGC TTCATCCGCAGGGTAACAAAT GATGCCCGGGAAAATGAGATG GATGAGAACCTGGAGCAGGT GAGCGGCATCATCGGAAACCT CCGCCACATGGCTCTAGACAT GGGCAATGAGATTGACACCCA GAATCGCCAGATCGACAGGAT CATGGAGAAGGCTGATTCCAA CAAAACCAGAATTGATGAAGC CAACCAACGTGCAACAAAGAT GCTGGGAAGTGGTTAA ctcgagcaccaccaccaccaccactgag atccggctgctaacaaagcccgaaagga agctgagttggctgctgccaccgctgagc aataactagcataaccccttggggcctc taaacgggtcttgaggggttttttgctgaa aggaggaactatatccggat |
|
| Materials for protein purificaiton | |||
| 2-Mercaptoethanol | SIGMA | M3148-25ML | |
| Agar | LPS Solution | AGA500 | |
| Ampicillin, Sodium salt | PLS | AC1043-005-00 | |
| Chloramphenicol | PLS | CR1023-050-00 | |
| Competent cells (E. coli) | Novagen | 70956 | Rosetta(DE3)pLysS |
| Glycerol | SIGMA | G5516-500ML | |
| HEPES | SIGMA | H4034-100G | |
| Hydrochloric acid / HCl | SIGMA | 320331-500ML | |
| Imidazole | SIGMA | I2399-100G | |
| Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside / IPTG | SIGMA | 10724815001 | |
| Kanamycin Sulfate | PLS | KC1001-005-02 | |
| Luria-Bertani (LB) Broth | LPS Solution | LB-05 | |
| Ni-NTA resin | Qiagen | 30210 | |
| PD MiniTrap G-25 (desalting column) | Cytiva | GE28-9180-07 | For instructions, see: https://www.cytivalifesciences.com/en/us/shop/chromatography/prepacked-columns/desalting-and-buffer-exchange/pd-minitrap-desalting-columns-with-sephadex-g-25-resin-p-06174 |
| Phenylmethylsulfonyl fluoride / PMSF | ThermoFisher Scientific | 36978 | |
| Plasmids for SNARE proteins | cloned in house | N/A | Available upon request |
| Protease inhibitor cocktail | genDEPOT | P3100 | |
| Sodium chloride | SIGMA | S5886-500G | |
| Sodium phosphate dibasic / Na2HPO4 | SIGMA | S7907-100G | |
| Sodium phosphate monobasic / NaH2PO4 | SIGMA | S3139-250G | |
| Tris(2-carboxyethyl)phosphine / TCEP | SIGMA | C4706-2G | |
| Trizma base | SIGMA | T1503-250G | |
| Materials for sample assembly | |||
| Biotin-PEG-SVA | LAYSAN BIO | BIO-PEG-SVA-5K-100MG & MPEG-SVA-5K-1g | For PEGylation |
| Dibenzocyclooctyne-amine / DBCO-NH2 | SIGMA | 761540-10MG | For bead coating |
| Double-sided tape | 3M | 136 | For flow cell assembly |
| Epoxy glue | DEVCON | S-208 | For flow cell assembly |
| Glass coverslip for bottom surface | VWR | 48393-251 | Rectangular, 60×24 mm, #1.5 |
| Glass coverslip for top surface | VWR | 48393-241 | Rectangular, 50×24 mm, #1.5 |
| Magnetic bead | ThermoFisher Scientific | 14301 | Dynabeads M-270 Epoxy, 2.8 μm |
| mPEG-SVA | LAYSAN BIO | mPEG-SVA 1g | For PEGylation |
| N,N-Dimethylformamide / DMF | SIGMA | D4551-250ML | For bead coating |
| N-[3-(trimethoxysilyl)propyl]ethylenediamine | SIGMA | 104884-100ML | For PEGylation |
| Neutravidin | ThermoFisher Scientific | 31000 | For sample tethering |
| Phosphate buffered saline / PBS, pH 7.2 | PLS | PR2007-100-00 | |
| Plastic syringe | Norm-ject | A5 | 5 ml, luer tip |
| Polyethylene Tubing | SCI | BB31695-PE/4 | PE-60 |
| Reference bead | SPHEROTECH | SVP-30-5 | Streptavidin-coated Polystyrene Particles; 3.0-3.4 µm |
| Syringe needle | Kovax | 21G-1 1/4'' | 21 G |
| Syringe pump | KD SCIENTIFIC | 788210 | |
| Equipment for magnetic tweezer instrument | |||
| 1-axis motorized microtranslation stage | PI | M-126.PD1 | For vertical positioning of magnets |
| 2-axis manual translation stage | ST1 | LEE400 | For alignment of magnets to the optical axis |
| Acrylic holder for magnets | DaiKwang Precision | custum order | Drawing available upon request |
| Frame grabber | Active Silicon | AS-FBD-4XCXP6-2PE8 | |
| High-speed CMOS camera | Mikrotron | EoSens 3CXP | |
| Inverted microscope | Olympus | IX73P2F-1-2 | |
| Neodymium magnets | LG magnet | ND 10x10x12t | Dimension: 10 mm × 10 mm × 12 mm; two needed |
| Objective lens | Olympus | UPLXAPO100XO | Oil-immersion, NA 1.45 |
| Objective lens nanopositioner | Mad City Labs | Nano-F100S | |
| Rotation stepper motor | AUTONICS | A3K-S545W | For rotating magnets |
| Superluminescent diode | QPHOTONICS | QSDM-680-2 | 680 nm |
| Software | |||
| LabVIEW | National Instruments | v20.0f1 | |
| MATLAB | MathWorks | v2021a |
References
- Le, S., Liu, R., Lim, C. T., Yan, J. Uncovering mechanosensing mechanisms at the single protein level using magnetic tweezers. Methods. 94, 13-18 (2016).
- Choi, H. -. K., Kim, H. G., Shon, M. J., Yoon, T. -. Y. High-resolution single-molecule magnetic tweezers. Annual Review of Biochemistry. 91 (1), 33-59 (2022).
- Yang, T., Park, C., Rah, S. -. H., Shon, M. J. Nano-precision tweezers for mechanosensitive proteins and beyond. Molecules and Cells. 45 (1), 16-25 (2022).
- Neuman, K. C., Nagy, A. Single-molecule force spectroscopy: optical tweezers, magnetic tweezers and atomic force microscopy. Nature Methods. 5 (6), 491-505 (2008).
- De Vlaminck, I., Dekker, C. Recent advances in magnetic tweezers. Annual Review of Biophysics. 41 (1), 453-472 (2012).
- Bustamante, C. J., Chemla, Y. R., Liu, S., Wang, M. D. Optical tweezers in single-molecule biophysics. Nature Reviews Methods Primers. 1, 25 (2021).
- Gosse, C., Croquette, V. Magnetic tweezers: micromanipulation and force measurement at the molecular level. Biophysical Journal. 82 (6), 3314-3329 (2002).
- Smith, S. B., Finzi, L., Bustamante, C. Direct mechanical measurements of the elasticity of single DNA molecules by using magnetic beads. Science. 258 (5085), 1122-1126 (1992).
- Lansdorp, B. M., Tabrizi, S. J., Dittmore, A., Saleh, O. A. A high-speed magnetic tweezer beyond 10,000 frames per second. Review of Scientific Instruments. 84 (4), 044301 (2013).
- Cnossen, J. P., Dulin, D., Dekker, N. H. An optimized software framework for real-time, high-throughput tracking of spherical beads. Review of Scientific Instruments. 85 (10), 103712 (2014).
- Dulin, D., et al. High spatiotemporal-resolution magnetic tweezers: calibration and applications for DNA dynamics. Biophysical Journal. 109 (10), 2113-2125 (2015).
- Huhle, A., et al. Camera-based three-dimensional real-time particle tracking at kHz rates and Ångström accuracy. Nature Communications. 6 (1), 5885 (2015).
- Popa, I., et al. A HaloTag anchored ruler for week-long studies of protein dynamics. Journal of the American Chemical Society. 138 (33), 10546-10553 (2016).
- Shon, M. J., Kim, H., Yoon, T. -. Y. Focused clamping of a single neuronal SNARE complex by complexin under high mechanical tension. Nature Communications. 9 (1), 3639 (2018).
- Tapia-Rojo, R., Eckels, E. C., Fernández, J. M. Ephemeral states in protein folding under force captured with a magnetic tweezers design. Proceedings of the National Academy of Sciences. 116 (16), 7873-7878 (2019).
- Löf, A., et al. Multiplexed protein force spectroscopy reveals equilibrium protein folding dynamics and the low-force response of von Willebrand factor. Proceedings of the National Academy of Sciences. 116 (38), 18798-18807 (2019).
- Tapia-Rojo, R., Alonso-Caballero, A., Fernandez, J. M. Direct observation of a coil-to-helix contraction triggered by vinculin binding to talin. Science Advances. 6 (21), (2020).
- Rieu, M., et al. Parallel, linear, and subnanometric 3D tracking of microparticles with Stereo Darkfield Interferometry. Science Advances. 7 (6), (2021).
- Rieu, M., Valle-Orero, J., Ducos, B., Allemand, J. -. F., Croquette, V. Single-molecule kinetic locking allows fluorescence-free quantification of protein/nucleic-acid binding. Communications Biology. 4 (1), 1083 (2021).
- Woodside, M. T., et al. Nanomechanical measurements of the sequence-dependent folding landscapes of single nucleic acid hairpins. Proceedings of the National Academy of Sciences. 103 (16), 6190-6195 (2006).
- Camunas-Soler, J., Ribezzi-Crivellari, M., Ritort, F. Elastic properties of nucleic acids by single-molecule force spectroscopy. Annual Review of Biophysics. 45 (1), 65-84 (2016).
- Südhof, T. C., Rothman, J. E. Membrane fusion: grappling with SNARE and SM proteins. Science. 323 (5913), 474-477 (2009).
- Gao, Y., et al. Single reconstituted neuronal SNARE complexes zipper in three distinct stages. Science. 337 (6100), 1340-1343 (2012).
- Zorman, S., et al. Common intermediates and kinetics, but different energetics, in the assembly of SNARE proteins. eLife. 3, e03348 (2014).
- Zhang, Y., Hughson, F. M. Chaperoning SNARE folding and assembly. Annual Review of Biochemistry. 90 (1), 581-603 (2021).
- Vilfan, I. D., Lipfert, J., Koster, D. A., Lemay, S. G., Dekker, N. H. Magnetic tweezers for single-molecule experiments. Handbook of Single-Molecule Biophysics. , 371-395 (2009).
- You, H., Le, S., Chen, H., Qin, L., Yan, J. Single-molecule manipulation of G-quadruplexes by magnetic tweezers. Journal of Visualized Experiments. (127), e56328 (2017).
- Lipfert, J., Hao, X., Dekker, N. H. Quantitative modeling and optimization of magnetic tweezers. Biophysical Journal. 96 (12), 5040-5049 (2009).
- Dulin, D., Barland, S., Hachair, X., Pedaci, F. Efficient illumination for microsecond tracking microscopy. PLoS One. 9 (9), e107335 (2014).
- Klaue, D., Seidel, R. Torsional stiffness of single superparamagnetic microspheres in an external magnetic field. Physical Review Letters. 102 (2), 028302 (2009).
- Shon, M. J., Rah, S. -. H., Yoon, T. -. Y. Submicrometer elasticity of double-stranded DNA revealed by precision force-extension measurements with magnetic tweezers. Science Advances. 5 (6), 1697 (2019).
- Czerwinski, F., Richardson, A. C., Oddershede, L. B. Quantifying noise in optical tweezers by Allan variance. Optics Express. 17 (15), 13255-13269 (2009).
- Lansdorp, B. M., Saleh, O. A. Power spectrum and Allan variance methods for calibrating single-molecule video-tracking instruments. Review of Scientific Instruments. 83 (2), 025115 (2012).
- Ostrofet, E., Papini, F. S., Dulin, D. High spatiotemporal resolution data from a custom magnetic tweezers instrument. Data in Brief. 30, 105397 (2020).
- Yu, Z., et al. A force calibration standard for magnetic tweezers. Review of Scientific Instruments. 85 (12), 123114 (2014).
- Strick, T. R., Allemand, J. -. F., Bensimon, D., Bensimon, A., Croquette, V. The elasticity of a single supercoiled DNA molecule. Science. 271 (5257), 1835-1837 (1996).
- Daldrop, P., Brutzer, H., Huhle, A., Kauert, D. J., Seidel, R. Extending the range for force calibration in magnetic tweezers. Biophysical Journal. 108 (10), 2550-2561 (2015).
- te Velthuis, A. J. W., Kerssemakers, J. W. J., Lipfert, J., Dekker, N. H. Quantitative guidelines for force calibration through spectral analysis of magnetic tweezers data. Biophysical Journal. 99 (4), 1292-1302 (2010).
- Ostrofet, E., Papini, F. S., Dulin, D. Correction-free force calibration for magnetic tweezers experiments. Scientific Reports. 8 (1), 15920 (2018).
- Seol, Y., Li, J., Nelson, P. C., Perkins, T. T., Betterton, M. D. Elasticity of short DNA molecules: theory and experiment for contour lengths of 0.6-7 µm. Biophysical Journal. 93 (12), 4360-4373 (2007).
- Burnham, D. R., Vlaminck, I. D., Henighan, T., Dekker, C. Skewed Brownian fluctuations in single-molecule magnetic tweezers. PLoS One. 9 (9), 108271 (2014).
- Paul, T., Myong, S. Protocol for generation and regeneration of PEG-passivated slides for single-molecule measurements. STAR Protocols. 3 (1), 101152 (2022).
- Lee, H. -. W., et al. Profiling of protein-protein interactions via single-molecule techniques predicts the dependence of cancers on growth-factor receptors. Nature Biomedical Engineering. 2 (4), 239-253 (2018).
- Cheezum, M. K., Walker, W. F., Guilford, W. H. Quantitative comparison of algorithms for tracking single fluorescent particles. Biophysical Journal. 81 (4), 2378-2388 (2001).
- Parthasarathy, R. Rapid, accurate particle tracking by calculation of radial symmetry centers. Nature Methods. 9 (7), 724-726 (2012).
- Woodside, M. T., Block, S. M. Reconstructing folding energy landscapes by single-molecule force spectroscopy. Annual Review of Biophysics. 43 (1), 19-39 (2014).
- Evans, E., Ritchie, K. Dynamic strength of molecular adhesion bonds. Biophysical Journal. 72 (4), 1541-1555 (1997).
- Zhang, Y. Energetics, kinetics, and pathway of SNARE folding and assembly revealed by optical tweezers. Protein Science. 26 (7), 1252-1265 (2017).
- Chen, H., et al. Improved high-force magnetic tweezers for stretching and refolding of proteins and short DNA. Biophysical Journal. 100 (2), 517-523 (2011).
- Cho, S., et al. Tension exerted on cells by magnetic nanoparticles regulates differentiation of human mesenchymal stem cells. Biomaterials Advances. 139, 213028 (2022).
- Shon, M. J., Cohen, A. E. Nano-mechanical measurements of protein-DNA interactions with a silicon nitride pulley. Nucleic Acids Research. 44 (1), 7 (2016).
- Cheng, Y. Single-particle cryo-EM-How did it get here and where will it go. Science. 361 (6405), 876-880 (2018).
- Jumper, J., et al. Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold. Nature. 596 (7873), 583-589 (2021).
- Neupane, K., et al. Direct observation of transition paths during the folding of proteins and nucleic acids. Science. 352 (6282), 239-242 (2016).
- Choi, H. -. K., et al. Watching helical membrane proteins fold reveals a common N-to-C-terminal folding pathway. Science. 366 (6469), 1150-1156 (2019).
- Kim, C., et al. Extreme parsimony in ATP consumption by 20S complexes in the global disassembly of single SNARE complexes. Nature Communications. 12 (1), 3206 (2021).
Tags
Magnetic TweezersNanomechanical MeasurementsForce-sensitive ElementsBiomoleculesStructural ChangesNucleic AcidsProteinsMechanosensitive ProteinsCardiovascular DisordersMusculoskeletal DisordersHigh-speed CMOS CameraMotorized Linear StageRotary Stepper MotorSuper Luminescent DiodePiezo Lens ScannerCoverslip PreparationPegylation
Cite This Article
Park, C., Yang, T., Rah, S., Kim, H. G., Yoon, T., Shon, M. J. High-Speed Magnetic Tweezers for Nanomechanical Measurements on Force-Sensitive Elements. J. Vis. Exp. (195), e65137, doi:10.3791/65137 (2023).