원자 힘 현미경을 사용 하 여 단일 단백질 분자 힘 분광학

AFM에 의해 단일 분자 힘 분광학 (SMF)에 발전 기계 조작 및 단일 단백질 분자의 정확한 특성화를 활성화 했습니다. 이 특성화 단백질 기계^1,2,³, 단백질-리간드 상호작용⁴, 단백질 단백질 상호 작용⁵, 접히는 단백질에 대 한 새로운 통찰력을 생산 하고있다 및 단백질 기반 설계 재료^6,,78. SMF는 단백질을 공부 하는 데 특히 유용 수 있습니다 제공 하는 지속적으로 증가 윤곽선 길이를 상승 그들의 강성에 따라 점차적으로 확장 하는 단백질 분자 내의 화학 및 물리적 채권 AFM에 의해 기지개로 전개. 단백질 분자의이 잡아당기고 수 파열 이벤트의 결과로 힘 확장 곡선에서 갑작스러운 변환을 (또는 강제로 피크). 강제로 피크 기계적 전개 과정에서 단백질의 펼쳐 힘 및 구조 변화에 직접 정보를 제공합니다. AFM을 사용 하 여 첫 번째 연구 중 하나 titin¹ 을 측정 하 고 전개 하 고 집중된 화학 물질 또는 극단적인 온도 같은 부자연 스러운 denaturants의 사용 없이 생리 적인 조건 하에서 refolding 단백질의 새로운 측면을 발견.

여기 우리가 고려만 AFM SMF 실험 다양 한 악기에 수행 됩니다. AFM은 4 개의 주요 요소로 구성: 프로브, 검출기, 샘플 홀더 및 압 전 스캐너. 프로브는 캔틸레버의 중세 끝에 날카로운 끝 이다. 교정, 후 연결 된 분자의 스트레칭 하는 동안 캔틸레버의 휨 측정 된다 Hooke의 법률을 사용 하 여 힘을 정확 하 게 결정 하는 캔틸레버의 뒤쪽에서 반영 되는 레이저 빔을 사용 하 여. 레이저 빔 다이오드 센터에서의 변위에 비례하여 전압을 생성 하는 사분면 포토 다이오드 검출기에 반사 된 레이저 빔 프로젝트. 액체에 단백질 샘플 기판 하위 나노미터 정밀도로 제어할 수 있는 3 차원 압 전 단계에 거치 된다. 컴퓨터 포토 다이오드 감지기에서 전압을 읽는다 고 컴퓨터 제어 전압 공급을 통해 3D 단계를 제어 합니다. 이러한 압 전 액추에이터 단계는 일반적으로 장착 용량 성 또는 스트레인 게이지 위치 센서 정확 하 게 측정 압 전 변위 및 피드 백 제어 시스템을 통해 정확한 히스테리시스. 압 전 컨트롤러에서 센서 신호 출력은 공장에서 캘리브레이션 된 압 전 전압 상수를 사용 하 여 거리 변환 됩니다. 당기는 실험에서 예 힘 확장 곡선 그림 2에 표시 됩니다.

AFM SMF 실험의 두 가지 유형이 있다: 일정 한 속도 지속적인 힘 측정을 당기. 지속적인 힘 SMF 측정 Oberhauser 외 에 설명 되어 있습니다. ⁹, 여기 우리가 일정 속도 측정에 집중 하는 동안. 전형적인 AFM 상수 속도 당기 실험 기판 캔틸레버 끝에 상대적으로 부드럽게 이동 하는 압 전 전압을 제공 하 여 수행 됩니다. 전형적인 실험 표면에 대해 처음 누르면 팁이 있다. 당기 측정 접촉에서가지고 팁에서 기판으로 이동 하 여 시작 됩니다. 단백질 처음 팁의 접촉으로 온다, 당겨 질 것 이다 하 고 변위에 대 한 힘의 펼쳐진 추적 측정 됩니다. 기판은 다음 팁 접촉 돌아온 것 고 편안한 추적 어디 단백질 접기 결정 될 수 있다 힘 변위에서 측정 된다.