전기 화학 및 형광 현미경 검사 법을 사용 하 여 양성자 펌프 막 효소의 연구에 대 한 단일 Liposome 측정

효소 메커니즘 및 활동에 대 한 정보는 앙상블 또는 macroscale 수준에 분자의 수백만에 수천에서 효소 인구와 측정 통계 평균을 나타내는 일반적으로 얻어진 다. 그러나 그것은 알려져 있다,, 효소 같은 복잡 한 고분자가 그들의 행동에 설명 할지도 모른다 및 앙상블 수준에서 관찰 하는 분자 메커니즘을 반드시 모든 분자에 대 한 유효 하지 않습니다. 개별 분자 가늠 자에 그런 편차는 광범위 하 게 지난 2 년간¹동안 신흥 메서드의 다양 한 단일 효소의 연구에 의해 확인 되었습니다. 특히, 형광 탐지 개별 효소 활동의 효소 활동^2,3 의 조사 또는 소위 메모리 효과 (낮은의 기간에 의해 성공 했다 높은 효소 활동의 기간을 발견 사용 되었습니다. 활동 및 반대로)^4,5.

많은 단일 효소 연구 필요 효소 표면 또는 공간적으로 연속 관측 시야에서 충분히 긴 유지 하는 또 다른 방법은 고정에 움직일 수 있다. 리로 효소 캡슐 표면 효소 또는 단백질 단백질 상호 작용^6,7인해 어떤 부정적인 영향을 방지 하면서 효소 immobilization 수 있도록 표시 되었습니다. 또한, 리 그들의 자연적인 지질 bilayer 환경^8,,910단일 막 단백질을 공부 하는 독특한 가능성을 제공.

클래스의 막 단백질, 운반, 세포 막, 단백질은 지질 bilayers (예, 리)^{11로 재구성 하는 경우에 공부 될 수 있다 행동에 걸쳐 물질의 방향 전 연습 12,13}. 예를 들어 양성자 전 좌, 간결한 및 핵 전자 수송 체인의 여러 효소에 의해 전시 ATP 합성에 사용 되는 양성자 동기 힘을 생성 하 여 세포 호흡에 중요 한 역할을 재생 합니다. 이 경우에,이 과정의 상세한 메커니즘 종종 애매 남아 있지만 활동을 양수 하는 양성자 전자 전송에 결합 이다.

최근, 우리 전기 화학의 대장균 (시 토 크롬 보₃) 터미널 ubiquinol 산화 효소의 단일 효소의 활동을 양수 하는 양성자를 공부와 몇 형광 검출 가능성 입증 리¹⁴재구성 된다. 이것은 E 에서 준비 하는 리의 루멘으로는 pH에 민감한 막 불 침투성 형광 염료의 캡슐화에 의해 달성 대장균 극 지 지질 (그림 1A) 단백질 양은 대부분 리 (에 따르면 포아송 분포) 없거나 하나만 재구성된 효소 분자에 포함 되도록 최적화 되었다. 시 토 크롬 보₃ 의 두 기판 ubiquinone 솔루션에서 리 고 (주변) 산소를 형성 하는 지질 믹스에 추가 하 여 제공 되었다. 에 리는 띄엄띄엄 6-mercaptohexanol의 자기 조립된 단층으로 덮여 반투명 최상의 부드러운 골드 전극에 흡착 됩니다. 마지막으로, 전극은 간단한 spectroelectrochemical 셀 (그림 1B)의 하단에 장착 됩니다. Quinone 풀 산화 상태의 전기 제어 수를 유연 하 게 트리거 또는 pH에 민감한 염료에 의해 양성자 전 좌 결과로 리의 루멘 내 pH 변화를 모니터링 하는 데 사용은 어떤 순간에 효소 반응을 중지 하는 효소입니다. 두 번째, 지질 바인딩된 형광 염료, 크기와 개별 리의 볼륨의 형광 강도 확인할 수 있습니다 사용 하 고 따라서 효소 양성자 펌프 활동의 정량화. 이 기술을 사용 하 여, 우리는 특히 시 토 크롬 보₃ 분자는 양성자 동기 힘을 급속 하 게 사라지는 자연 누수 상태를 들어갈 수을 발견. 이 문서의 목표는 자세히 단일 liposome 측정의 기법을 소개 하는 것입니다.