Name: חוקר מערכות קולטן ליגנד של Cellulosome עם המולקולה בודדת מבוססת AFM חיל ספקטרוסקופיה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-12-20T13:45:00.000+00:00
Duration: 11 min 34 s
Description: חקור את המכניקה והקיפול של חלבוני Cellulosome באמצעות ספקטרוסקופיית כוח מולקולה בודדת מבוססת AFM. שיטה זו חושפת מחסומי אנרגיה במסלולי פרישת חלבונים ומספקת תובנות ליישומים ביוטכנולוגיים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

המחברים מודים למימון ממענק מתקדם של מועצת המחקר האירופית להרמן גאוב. מייקל א. נאש מודה בהכרת תודה על המימון מהחברה במדע - תוכנית המלגות של ברנקו וייס. המחברים מודים לאדוארד באייר, יואב ברק ודניאל ב' פריד ממכון ויצמן למדע על שסיפקו בנדיבות את החלבונים ששימשו במחקר זה. המחברים מודים להרמן א. גאוב, אליאס מ. פוכנר וסטפן ו. שטאל על דיונים מועילים.

<ol><li>Bayer, E. A., Belaich, J. P., Shoham, Y., Lamed, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cellulosomes%3A+Multienzyme+machines+for+degradation+of+plant+cell+wall+polysaccharides%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Microbiol%22%5BJournal%5D)">The cellulosomes: Multienzyme machines for degradation of plant cell wall polysaccharides.</a> Annu. Rev. Microbiol. 58, 521-554 (2004).</li>
<li>Bayer, E. A., Lamed, R., White, B. A., Flint, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+Cellulosomes+to+Cellulosomics%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rec%22%5BJournal%5D)">From Cellulosomes to Cellulosomics.</a> Chem. Rec. 8 (6), 364-377 (2008).</li>
<li>Binnig, G., Quate, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+Force+Microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Atomic Force Microscope.</a> Phys. Rev. Lett. 56 (9), 930-933 (1986).</li>
<li>Garcı́a, R., Perez, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+atomic+force+microscopy+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Surf.+Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Dynamic atomic force microscopy methods.</a> Surf. Sci. Rep. 47 (6), 197-301 (2002).</li>
<li>Engel, A., Müller, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observing+single+biomolecules+at+work+with+the+atomic+force+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Struct.+Biol%22%5BJournal%5D)">Observing single biomolecules at work with the atomic force microscope.</a> Nat. Struct. Biol. 7 (9), 715-718 (2000).</li>
<li>Li, H., Cao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+Mechanics%3A+From+Single+Molecules+to+Functional+Biomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Protein Mechanics: From Single Molecules to Functional Biomaterials.</a> Acc. Chem. Res. 43 (10), 1331-1341 (2010).</li>
<li>Florin, E. -L., Moy, V. T., Gaub, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adhesion+forces+between+individual+ligand-receptor+pairs%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Adhesion forces between individual ligand-receptor pairs.</a> Science. 264 (5157), 415-417 (1994).</li>
<li>Oberhauser, A., Hansma, P., Carrion-Vazquez, M., Fernandez, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stepwise+unfolding+of+titin+under+force-clamp+atomic+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Stepwise unfolding of titin under force-clamp atomic force microscopy.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98 (2), 468-472 (2001).</li>
<li>Puchner, E. M., Gaub, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Force+and+function%3A+probing+proteins+with+AFM-based+force+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Struct.+Biol%22%5BJournal%5D)">Force and function: probing proteins with AFM-based force spectroscopy.</a> Curr. Opin. Struct. Biol. 19 (5), 605-614 (2009).</li>
<li>Rief, M., Gautel, M., Oesterhelt, F., Fernandez, J., Gaub, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+unfolding+of+individual+titin+immunoglobulin+domains+by+AFM%5BTitle%5D)+AND+%22Sci%22%5BJournal%5D)">Reversible unfolding of individual titin immunoglobulin domains by AFM.</a> Sci. 276 (5315), 1109-1112 (1997).</li>
<li>Stahl, S. W., Nash, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-molecule+dissection+of+the+high-affinity+cohesin%E2%80%93dockerin+complex%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Single-molecule dissection of the high-affinity cohesin–dockerin complex.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109 (50), 20431-20436 (2012).</li>
<li>Boland, T., Ratner, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+measurement+of+hydrogen+bonding+in+DNA+nucleotide+bases+by+atomic+force+microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Direct measurement of hydrogen bonding in DNA nucleotide bases by atomic force microscopy.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 92 (12), 5297-5301 (1995).</li>
<li>Morfill, J., Kühner, F., Blank, K., Lugmaier, R. A., Sedlmair, J., Gaub, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((B-S+Transition+in+Short+Oligonucleotides%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">B-S Transition in Short Oligonucleotides.</a> Biophys. J. 93 (7), 2400-2409 (2007).</li>
<li>Rief, M., Clausen-Schaumann, H., Gaub, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sequence-dependent+mechanics+of+single+DNA+molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Struct.+Biol%22%5BJournal%5D)">Sequence-dependent mechanics of single DNA molecules.</a> Nat. Struct. Biol. 6 (4), 346-350 (1999).</li>
<li>Severin, P. M. D., Zou, X., Gaub, H. E., Schulten, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cytosine+methylation+alters+DNA+mechanical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">Cytosine methylation alters DNA mechanical properties.</a> Nucleic Acids Res. 39 (20), 8740-8751 (2011).</li>
<li>Geisler, M., Balzer, B. N., Hugel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymer+Adhesion+at+the+Solid-Liquid+Interface+Probed+by+a+Single-Molecule+Force+Sensor%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Polymer Adhesion at the Solid-Liquid Interface Probed by a Single-Molecule Force Sensor.</a> Small. 5 (24), 2864-2869 (2009).</li>
<li>Giannotti, M. I., Vancso, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interrogation+of+Single+Synthetic+Polymer+Chains+and+Polysaccharides+by+AFM-Based+Force+Spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Phys.+Chem%22%5BJournal%5D)">Interrogation of Single Synthetic Polymer Chains and Polysaccharides by AFM-Based Force Spectroscopy.</a> Chem. Phys. Chem. 8 (16), 2290-2307 (2007).</li>
<li>Hugel, T., Rief, M., Seitz, M., Gaub, H., Netz, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+Stretched+Single+Polymers%3A+Atomic-Force-Microscope+Experiments+Versus+Ab-Initio+Theory%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Highly Stretched Single Polymers: Atomic-Force-Microscope Experiments Versus Ab-Initio Theory.</a> Phys. Rev. Lett. 94 (4), 10-1103 (2005).</li>
<li>Nash, M. A., Gaub, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-Molecule+Adhesion+of+a+Stimuli-Responsive+Oligo%28ethylene+glycol%29+Copolymer+to+Gold%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Single-Molecule Adhesion of a Stimuli-Responsive Oligo(ethylene glycol) Copolymer to Gold.</a> ACS Nano. 6 (12), 10735-10742 (2012).</li>
<li>Merkel, R., Nassoy, P., Leung, A., Ritchie, K., Evans, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Energy+landscapes+of+receptor-ligand+bonds+explored+with+dynamic+force+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Energy landscapes of receptor-ligand bonds explored with dynamic force spectroscopy.</a> Nature. 397 (6714), 50-53 (1999).</li>
<li>Morfill, J., Neumann, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Force-based+Analysis+of+Multidimensional+Energy+Landscapes%3A+Application+of+Dynamic+Force+Spectroscopy+and+Steered+Molecular+Dynamics+Simulations+to+an+Antibody+Fragment%E2%80%93Peptide%5BTitle%5D)+AND+%22Complex.+J.+Mol.+Biol%22%5BJournal%5D)">Force-based Analysis of Multidimensional Energy Landscapes: Application of Dynamic Force Spectroscopy and Steered Molecular Dynamics Simulations to an Antibody Fragment–Peptide.</a> Complex. J. Mol. Biol. 381 (5), 1253-1266 (2008).</li>
<li>Ortiz, C., Hadziioannou, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Entropic+Elasticity+of+Single+Polymer+Chains+of+Poly%28methacrylic+acid%29+Measured+by+Atomic+Force+Microscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Entropic Elasticity of Single Polymer Chains of Poly(methacrylic acid) Measured by Atomic Force Microscopy.</a> Macromolecules. 32 (3), 780-787 (1999).</li>
<li>Bustamante, C., Marko, J. F., Siggia, E. D., Smith, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Entropic+Elasticity+of+l-phage+DNA%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Entropic Elasticity of l-phage DNA.</a> Science. 265 (5178), 1599-1600 (1994).</li>
<li>Marko, J. F., Siggia, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stretching+DNA%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Stretching DNA.</a> Macromolecules. 28 (26), 8759-8770 (1995).</li>
<li>Puchner, E. M., Franzen, G., Gautel, M., Gaub, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparing+Proteins+by+Their+Unfolding+Pattern%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Comparing Proteins by Their Unfolding Pattern.</a> Biophys. J. 95 (1), 426-434 (2008).</li>
<li>Livadaru, L., Netz, R. R., Kreuzer, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stretching+Response+of+Discrete+Semiflexible+Polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Macromolecules%22%5BJournal%5D)">Stretching Response of Discrete Semiflexible Polymers.</a> Macromolecules. 36 (10), 3732-3744 (2003).</li>
<li>Zimmermann, J. L., Nicolaus, T., Neuert, G., Blank, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thiol-based%2C+site-specific+and+covalent+immobilization+of+biomolecules+for+single-molecule+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Thiol-based, site-specific and covalent immobilization of biomolecules for single-molecule experiments.</a> Nat. Protoc. 5 (6), 975-985 (2010).</li>
<li>Gumpp, H., Stahl, S. W., Strackharn, M., Puchner, E. M., Gaub, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrastable+combined+atomic+force+and+total+internal+fluorescence+microscope%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Ultrastable combined atomic force and total internal fluorescence microscope.</a> Rev. Sci. Instrum. 80 (6), 063704 (2009).</li>
<li>Gustafsson, M. G. L., Clarke, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scanning+force+microscope+springs+optimized+for+optical-beam+deflection+and+with+tips+made+by+controlled+fracture%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Scanning force microscope springs optimized for optical-beam deflection and with tips made by controlled fracture.</a> J. Appl. Phys. 76 (1), 172 (1994).</li>
<li>Cook, S. M., Lang, K. M., Chynoweth, K. M., Wigton, M., Simmonds, R. W., Schäffer, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Practical+implementation+of+dynamic+methods+for+measuring+atomic+force+microscope+cantilever+spring+constants%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Practical implementation of dynamic methods for measuring atomic force microscope cantilever spring constants.</a> Nanotechnology. 17 (9), 2135-2145 (2006).</li>
<li>Proksch, R., Schäffer, T. E., Cleveland, J. P., Callahan, R. C., Viani, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Finite+optical+spot+size+and+position+corrections+in+thermal+spring+constant+calibration%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Finite optical spot size and position corrections in thermal spring constant calibration.</a> Nanotechnology. 15 (9), 1344-1350 (2004).</li>
<li>Ainavarapu, S. R. K., Brujic, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contour+Length+and+Refolding+Rate+of+a+Small+Protein+Controlled+by+Engineered+Disulfide+Bonds%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Contour Length and Refolding Rate of a Small Protein Controlled by Engineered Disulfide Bonds.</a> Biophys. J. 92 (1), 225-233 (2007).</li>
<li>Dietz, H., Rief, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detecting+Molecular+Fingerprints+in+Single+Molecule+Force+Spectroscopy+Using+Pattern+Recognition%5BTitle%5D)+AND+%22Jap.+J.+Appl.+Phys%22%5BJournal%5D)">Detecting Molecular Fingerprints in Single Molecule Force Spectroscopy Using Pattern Recognition.</a> Jap. J. Appl. Phys. 46, 5540-5542 (2007).</li>
<li>Evans, E., Ritchie, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+strength+of+molecular+adhesion+bonds%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Dynamic strength of molecular adhesion bonds.</a> Biophys. J. 72 (4), 1541-1555 (1997).</li>
<li>Dietz, H., Rief, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+structure+by+mechanical+triangulation%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Protein structure by mechanical triangulation.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103 (5), 1244-1247 (2006).</li>
<li>Dudko, O. K., Hummer, G., Szabo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrinsic+Rates+and+Activation+Free+Energies+from+Single-Molecule+Pulling+Experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Intrinsic Rates and Activation Free Energies from Single-Molecule Pulling Experiments.</a> Phys. Rev. Lett. 96 (10), 108101 (2006).</li>
<li>Friddle, R. W., Noy, A., De Yoreo, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interpreting+the+widespread+nonlinear+force+spectra+of+intermolecular+bonds%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Interpreting the widespread nonlinear force spectra of intermolecular bonds.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109 (34), 13573-13578 (2012).</li>
</ol>

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.

כדי להשיג נתונים משמעותיים מניסויי ספקטרוסקופיה של כוח מולקולה בודדת, חיוני להשיג גיאומטריות משיכה מוגדרות היטב וניתנות לשחזור. הפרוטוקול המשמש כאן מביא לקיבוע ספציפי לאתר של קומפלקסים חלבונים בגיאומטריית משיכה מוגדרת.
השלוחים ששימשו במחקר זה נבחרו בשל רגישותם לכוח ותדירות התהודה הגבוהה שלהם במים. יתר על כן, עקמומיות הקצה הקטנה של כ-10 ננומטר מועילה לניסויים במולקולה בודדת בשל סבירות מופחתת לאינטראקציות מרובות. עם זאת, טביעת הרגל הקטנה (38x16 מיקרומטר2) של זרוע השלוחה מסבכת את התאמת...

צלולוזומים הם קומפלקסים מולטי-אנזימים גדולים המוצגים על פני השטח של חיידקים צלולוליטיים אנאירוביים (למשל C. thermocellum) שהתפתחו כדי לבצע דה-פולימריזציה יעילה של ליגנוצלולוז דופן תא הצמח לאוליגוסכרידים מסיסים1. תכונה מרכזית של צלולוזומים היא אינטראקציה גבוהה של קוהיזין-דוקרין. בפרדיגמה הבולטת ביותר, מודול דוקרין מסוג I של 60-75 חומצות אמינו משומר מאוד מוצג בקצה מסוף C של אנזימי החיידקים השונים. מודול הדוקרין מכוון הרכבה של שילובים סינרגטיים של אנזימים על חלבון הפיגום הלא קטליטי ('פיגום'), המורכב מפולי-חלבון של תחומי קוהסין הספציפיים למודול דוקרין מסוג I. ברמות גבוהות יותר, ארכיטקטורת התאית יכולה להיות מורכבת מאוד, המשלבת זוגות חלופיים של קוהיזין ודוקרין (למשל סוג II, סוג III) המעגנים את המבנים למשטח התא ומאפשרים הרכבה של מבנים מסועפים המכילים פיגומים מרובים2. סוגי הקוהסין-דוקרין השונים, למרות שיש להם מבנים קשורים, מציגים ספציפיות קשירה דיפרנציאלית המדכאת תגובתיות צולבת עם פיגומים לא מכוונים או רכיבים ממיני חיידקים אחרים המייצרים תאית. בעוד שגישות ביואינפורמטיות זיהו בהצלחה אלפי מרכיבים תאיים ייחודיים ברמה הגנטית, ידועים מעט יחסית מבני חלבון, והמנגנונים הפועלים בקביעת ספציפיות קוהזין-דוקרין נותרו תחום פעיל במחקר ביולוגיה מבנית.
מאז המצאת מיקרוסקופ הכוח האטומי (AFM) על ידי ביניג ואחרים.3, מצבי פעולה שונים של AFM פותחו ושופרו ללא הרף, כולל הדמיה ללא מגע, הדמיית מצב תנודה4 וספקטרוסקופיה של כוח מולקולה בודדת (SMFS)5,6. SMFS התפתח לטכניקה בשימוש נרחב לחקירה ישירה של חלבונים בודדים7-11, חומצות גרעין12-15 ופולימרים סינתטיים16-19. בניסוי SMFS טיפוסי לחקירת קשירת קולטן-ליגנד20,21, קצה שלוחה AFM משתנה עם אחד משותפי הקשירה, בעוד שמשטח זכוכית שטוח משתנה עם שותף הקישור המשלים. השלוחה המותאמת באה במגע עם פני השטח ומאפשרת לשותפים להיקשר. לאחר מכן נמשך בסיס השלוחה במהירות קבועה והכוח נמדד בשיטת הטיית המנוף האופטי. עקבות נתוני מרחק הכוח המתקבלות מציגות פסגות דמויות שן מסור אם נוצרה קשירה. במקרים בהם שותפי הקישור מתמזגים לתחומי חלבון מרובים, כל שיא בעקבות מרחק הכוח יכול להיות מתואם להתפתחות של תחום חלבון בודד או תת-תחום מקופל, בעוד שהשיא האחרון מתאים לקרע בממשק קשירת החלבון. המיקומים הספציפיים של האלמנטים העמידים לכוח יכולים לשמש כטביעת אצבע לזיהוי תחומי החלבון השונים המעניינים. ניתן להשתמש בשיטה זו כדי לחקור חומצות אמינו חשובות המעורבות בקיפול וייצוב חלבונים. מודלים רבים דווחו בספרות לטיפול בהתנהגות הארכת הכוח האופיינית שנצפתה בניסויי SMFS. הדגמים הנפוצים ביותר כוללים את השרשרת החופשית (FJC) דגם22, השרשרת דמוית התולעת (WLC) דגם18,23-25, והשרשרת המסתובבת בחופשיות (FRC) דגם25,26.
בעבודה הקודמת שלנו11, השתמשנו בספקטרוסקופיה של כוח של מולקולה אחת כדי לחקור את האינטראקציה של מודולי קוהסין ודוקרין. כאן, אנו מציגים פרוטוקול ניסיוני לפונקציונליזציה של משטח זכוכית ושלוחה עם מבני אנזים-דוקרין וחלבון CBM-cohesin. אנו מציגים גם פרוטוקול SMFS מבוסס AFM הכולל הליכי איסוף וניתוח נתונים. ניתן להכליל בקלות את הפרוטוקול המתואר למערכות מולקולריות אחרות, והוא אמור להיות שימושי במיוחד לחוקרים המעוניינים בזוגות ליגנד קולטנים בעלי זיקה גבוהה.

<table><tbody><tr><td>3-אמינופרופיל דימתיל אתוקסילאן</td><td>ABCR GmbH</td><td>AB110423</td><td></td></tr><tr><td>5 kDa NHS-PEG-maleimide</td><td>Rapp Polymer</td><td>13 5000-65-35</td><td></td></tr><tr><td>TCEP ג'ל להפחתת דיסולפיד</td><td>Thermo Scientific, Pierce</td><td>77712</td><td><a href="http://www.thermoscientific.com/pierce">www.thermoscientific.com/pierce</a></td></tr><tr><td>tris(hydroxymethyl)aminomethane</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>BioLever מיני סיליקון ניטריד cantilevers</td><td>אולימפוס</td><td>BL-AC40TS-C2</td><td>קבוצות רכות</td></tr><tr><td>XYZ מפעילים פיזואלקטריים</td><td>Physik Instrumente GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>אינפרא אדום " ספקטרום רחב" לייזר IR</td><td>Superlum</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MFP-3D AFM בקר</td><td>Asylum Research</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Igor Pro 6.31</td><td>Wavemetrics</td><td></td><td>רכישת נתונים וניתוח</td></tr><tr><td>נתרן כלורי</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>סידן כלוריד</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>מד</td><td></td><td></td><td></td>pH</tr><tr><td>נתרן בוראט</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>פינצטה</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>כיסוי כוסות</td><td>Thermo Scientific, Menzel-Gl&auml; סר</td><td></td><td>קוטר 24 מ"מ, עובי 0.5 מ"מ</td></tr><tr><td>מחזיק מדגם PTFE בהתאמה</td><td></td><td></td><td>אישית</td></tr><tr><td>אמבט</td><td></td><td></td><td></td>סוניקטור</tr><tr><td>אתנול</td><td></td><td></td><td>טוהר אנליטי</td></tr><tr><td>חומצה גופרתית (מרוכזת)</td><td></td><td></td> <td>טוהר אנליטי</td></tr><tr><td>מי חמצן (30%)</td><td></td><td></td> <td>טוהר אנליטי</td></tr><tr><td>שייקר אורביטלי</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>טולואן</td><td></td><td></td><td>טוהר אנליטי</td></tr><tr><td>נייר סינון זכוכית</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>שקופיות</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>מיקרו צינורות</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>מיקרופיפטות</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>צנטריפוגה</td><td></td><td></td><td>מתאימה למיקרו-צינורות</td></tr><tr><td>מסובב</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>צלחות</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>פטרי</td><td></td><td></td><td></td>כוסות</tr><tr><td>מיקרוסקופ</td><td></td><td></td><td></td> אופטי</tr></tbody></table>

חוקר מערכות קולטן ליגנד של cellulosome עם המולקולה בודדת מבוססת afm חיל ספקטרוסקופיה

Investigating Receptor-ligand Systems of the Cellulosome with AFM-based Single-molecule Force Spectroscopy

Cellulosomes הם קומפלקסי multienzyme בדידים בשימוש על ידי קבוצת משנה של חיידקים אנאירוביים ופטריות לעכל מצעי lignocellulosic. הרכבה של האנזימים על חלבון פיגום noncatalytic בבימויו של אינטראקציות בין בני משפחה של זוגות הקולטן ליגנד נלווים הכוללים מודולים cohesin וdockerin אינטראקציה. חזק מאוד מחייב בין cohesin ותוצאות מודולים dockerin בקבועי דיסוציאציה בpicomolar הנמוכה לטווח nanomolar, שעלולה לעכב מדויקות מדידות מחוץ לשיעור בשיטות בתפזורת קונבנציונלית. כוח ספקטרוסקופיה מולקולה בודדת (SMFS) עם מיקרוסקופ הכוח האטומי מודדת את התגובה של ביומולקולות פרט לכוח, וזאת בניגוד לשיטות אחרות מולקולה בודדת מניפולציה (כלומר פינצטה אופטית), היא אופטימלי לחקר אינטראקציות רצפטור ליגנד זיקה גבוהה בגלל היכולת שלו לחקור את עתיר כוח המשטר (&gt; 120 PN). כאן אנו מציגים הפרוטוקול המלא שלנו ללימוד Cellulמכלולי חלבון osomal ברמת המולקולה בודדת. באמצעות הטופולוגיה חלבון נגזרת מcellulosome הילידים, שעבדנו עם האנזים-dockerin ופחמימות מחייבים מודול-cohesin (CBM-cohesin) חלבוני היתוך, כל אחד עם קבוצת תיאול החופשית נגישה בשאריות ציסטאין מהונדסות. אנו מציגים פרוטוקול קיבוע משטח ספציפי לאתר שלנו, יחד עם המדידה שלנו והליך ניתוח הנתונים לקבלת פרמטרים המחייבים מפורטים למתחם הזיקה גבוהה. אנו מדגימים כיצד לכמת את הכוחות יחיד משנה התגלגלות, כוחות קרע מורכבים, הקינטית מחוץ לשיעורים, ורוחב פוטנציאלי של כריכה היטב. היישום המוצלח של שיטות אלה באפיון האינטראקציה cohesin-dockerin אחראית על הרכבה של קומפלקסי cellulolytic multidomain מתואר נוסף.

השתמשנו בנוהל המתואר כדי לחקור זוג cohesin-dockerin מסוג I מ-C. thermocellum. לאחר קישור מוצלח של זוג ה-cohesin-dockerin, עקומות הכוח-מרחק שהוקלטו הראו דפוסי שיאים אופייניים. עקומה טיפוסית מוצגת ב-איור 4a. כל שיא בעקומה מייצג פתיחה (unfolding) של תת-דומיין חלבוני אחד, כאשר השיא האחרון תואם להתפרקות של קומפלקס הרספטור-ליגנד.
עבור קומפלקס ה-CBM-cohesin-dockerin-xylanase שנחקר בעבודה זו, העלייה הראשונית בכוח תואמת למתיחה של מולקולות מקשר ה-PEG. סדרת ירידות הכוח העוקבת, ש...

צלולוזומים הם קומפלקסים מולטי-אנזימים המיועדים לעיכול תאית. SMFS מבוסס AFM שימש לחקר התכונות המכניות ותצורת הקיפול של מכלולי חלבון הקשורים לתאית. אנו מציגים זרימת עבודה מלאה לקיבוע חלבונים, רכישת נתונים וניתוח נתונים כדי לחקור את האינטראקציות של קומפלקסים בודדים של קולטנים-ליגנדים המעורבים בהרכבת תאית.

חוקר מערכות קולטן ליגנד של Cellulosome עם המולקולה בודדת מבוססת AFM חיל ספקטרוסקופיה

Cellulosomes are discrete multienzyme complexes used by a subset of anaerobic bacteria and fungi to digest lignocellulosic substrates. Assembly of the ...

המטרה הכללית של הניסוי הבא היא לחקור את התכונות המכניות ואת מצבי הקיפול של שותפים קישוריים של חלבוניהיתוך באמצעות ספקטרוסקופיית כוח של מולקולה בודדת המבוססת על AFM. מטרה זו מושגת על ידי קיבוע קוולנטי של שותפי קישור חלבונים על גבי סלייד זכוכית ועל קנטילבר AFM, כדי להשיג גיאומטריית מתיחה מוגדרת היטב כשלב שני. פני השטח של הזכוכית נלחצים על ידי הקנטילבר, מה שמאפשר ביסוס של קישור בין קולטן לליגנד.בשלב הבא, הזרוע (cantilever) נסוגת במהירות קבועה כדי לפתוח דומיינים (domains) בודדים של חלבון ולאסוף תוצאות של קומפלקס רצפטור-ליגנד; תוצאות אלו חושפות אלמנטים מבניים שלישוניים המשמשים כמחסומי אנרגיה לאורך מסלול הפתיחה, כפי שעולה ממודלים של אלסטיות פולימרים. ניתן להפיק מידע קינטי ואנרגטי נוסף על השותפים לקשירה על ידי התאמת מודלים קינטיים לספקטרום הכוחות הדינמי. המטרה הכללית של הליך זה היא לחקור את מסלולי הפתיחה של חלבונים תחת הפעלת כוח.שיטה זו יכולה לספק תובנות לגבי היציבות המכנית של חלבונים. ניתן להחילה על כל מערכת של קולטן-ליגנד חלבוני שניתן להנדס עם קבוצת קבצים נגישה. חוקרים המשתמשים בשיטה זו בפעם הראשונה עשויים לחוות קשיים, שכן התזמון הוא קריטי והטיפול בזרועות התנודה (cantilevers) עלול להיות מאתגר.שיטה זו יכולה לסייע במתן תשובה לשאלות מפתח בתחום הביופיזיקה, כגון האופן שבו חלבון רב-דומיינים נפתח. לתחילת התהליך, הניחו שתי לבישויות זכוכית בקוטר 24 מילימטר ובמרחב של 0.5 מילימטר בתוך מחזיק A-P-T-F-E, ולאחר מכן בצעו סוניקציה ללבישויות בתמיסה של 50 ל-50 של אתנול ומים ultrapure למשך 15 דקות.עם סיום הסוניקציה, שטפו את כיסורי הזכוכית (cover slips) במים אולטרה-טהורים ותשחו אותם בתמיסת פיראנה למשך 30 דקות. לאחר 30 דקות, הוציאו את כיסורי הזכוכית, שטפו אותם במים אולטרה-טהורים וייבשו אותם תחת זרימה עדינה של חנקן. לאחר מכן, טבלו את כיסורי הזכוכית בתערובת של 45:5:1 של אתנול, מים אולטרה-טהורים ו-3-aminopropyl dimethyl ethoxy.הנח את הדגימות הטבולות על שייקר בטמפרטורת החדר למשך 60 דקות במהירות של כ-50 סיבובים לדקה. לאחר מכן, טבול את כיסוי הזכוכית באופן סדרתי ב-100% ethanol, ולאחריו במים ultrapure, פעמיים כל אחד. ייבש שוב את כיסויי הזכוכית תחת זרימה עדינה של חנקן.לאחר הייבוש, אפו את לבישי הזכוכית בתנור בטמפרטורה של 80 °C למשך 30 דקות. שמרו את לבישי הזכוכית שטרם נעשה בהם שימוש תחת גז ארגון למשך עד שישה שבועות לצורך ביצוע האמינואיזציה של קצות הקנטילברים מסיליקון. ראשית, הניחו ארבעה קנטילברים מסיליקון על שקופית זכוכית נקייה והחילו עליהם UV ozone למשך 15 דקות.לאחר מכן, טבול את הקנטיליוורים למשך שלוש דקות בתמיסה של 50:50 של אתנול ו-3-aminopropyl dimethyl oxis Ilene, יחד עם 0.25% מים ultrapure. לאחר מכן, שטוף את הקנטיליוורים ברצף למשך 60 שניות בבקירי טולואן, אתנול ומים ultrapure. ייבש בזהירות את הקנטיליוורים על נייר סינון בין השטיפות לאחר השטיפה האחרונה.הניחו את הקנטילברים על תגית זכוכית נקייה והשריו אותם בטמפרטורה של 80 °C למשך 30 דקות. הכינו שני T של חרוזי TEP diss sulfide reducing על ידי חיתוך קצה של טיפ פפיטה בנפח 200 µL להרחבת קוטרו, ולאחר מכן העבירו באמצעות פפיטה 100 µL של תמיסת חרוזי המקור לכל מיקרו-מבחנה בנפח 1.5 mL. לאחר מכן, הוסיפו 1 mL של TBS לסラリー חרוזי ה-TEP ב-OTTs, ושטפו את החרוזים על ידי ערבוב קצר במכשיר וורטקס של המיקרו-מבחנה.לאחר מכן, שקעו את החרוזים על ידי סנטריפוגה של הדגימות ב-850 Gs למשך שלוש דקות. הסירו בזהירות והשליכו את תסמיך העל באמצעות מיקרו-פיפט, ושטפו את החרוזים פעמיים נוספות עם 1 mL של TBS. בצעו סנטריפוגה בין השטיפות; לאחר השטיפה האחרונה, הוסיפו תמיסת חלבון מרוכזת בריכוז של 3 mg/mL לחרוזי ה-TEP ביחס של 1:2, וערבבו בעדינות את התערובת בעזרת טיפ של מיקרו-פיפט כדי למנוע היווצרות בועות אוויר.לאחר מכן, הנח את תערובת סלורי חרוזי ה-TEP עם החלבון על רוטטור למשך 2.5 שעות. השרה את קני ה-amino eyes ואת כיסויי הזכוכית (cover slips) בבופר sodium bate ב-pH של 8.5 למשך 45 דקות כדי להסיר פרוטונים מקבוצות האמין הראשוניות על פני השטח. לאחר מכן, חמם את אבקת ה-N-H-S-P-E-G למטביית החדר והכן 210 µL ממנה בריכוז של 25 µM על ידי ערבוב במערבל וורטקס בבופר sodium boy eight.יש להשתמש בתמיסה במהירות רבה ככל האפשר בשל זמן החצי הקצר ביותר של NHS. ב-pH 8.5, טפטפו במהירות טיפות של 30 µL מתמיסת N-H-S-P-E-G על פיתרי, ו-90 µL על כל זכוכית כיסוי שנייה. הניחו בזהירות את הקנטילברים בתוך טיפות ה-30 µL.לאחר מכן, הפכו את מכסה הזכוכית (cover slip) ללא הטיפה על גבי מכסה זכוכית עם תמיסת N-H-S-P-E-G malam כדי ליצור "סנדוויץ'" עם תמיסת N-H-S-P-E-G MALAM. הדגירו את הקנטילברים ומכסות הזכוכית עם תמיסת N-H-S-P-E-G MALAM בטמפרטורת החדר למשך שעה אחת. סבבו במ centri-fuge את חרוזי ה-TEP ותמיסת החלבון המרוחץ ב-100 GS למשך דקה אחת ואספו את המשקע.לאחר מכן, דללו את תמיסת החלבון באמצעות TBS. שאפו לריכוז חלבון במהלך הצימוד לפני השטח בטווח של 0.5 עד 2 milligrams per milliliter. לאחר מכן, הניחו לתמיסות החלבון המופחתיות והמדוללות למשך מספר דקות בזמן שטיפת הקנטילברים וכיסויים של לוחות הזכוכית (cover slips).שטפו את לבישי הכיסוי בשלוש כוסים רצופות של מים אולטרה-טהורים. הסירו שאריות נוזל מלבישי הכיסוי על ידי נגיעה זהירה של הקצוות בנייר סינון. לאחר מכן, רכבו את לבישי הכיסוי במחזיק דגימות מתאים התואם למכשיר ה-AFM, ויבשו את שאריות הנוזל תחת זרם עדין של חנקן.טפטפו 20 µL של תמיסת החלבון המדוללת למרכז כיסויי הזכוכית. לאחר מכן, שטפו את הקנטילברים (cantilevers) בשלושה כוסות כימיות עוקבות של מים ultrapure, ולאחריהם טפטפו 30 µL של תמיסת החלבון המדוללת השנייה. הדגירו את כיסויי הזכוכית והקנטילברים הפגולאטיים (pegylated) עם תמיסות החלבון המדולל המתאימות בטמפרטורת החדר למשך שעה עד שעתיים בתא לחות.בשלב הבא, השתמשו בפיפטה כדי לשטוף את זכוכית הכיסוי לפחות 10 פעמים עם 1 mL של TBS ולאחר מכן שמרו אותן ב-TBS עד למדידה. שטפו גם את הקנטילברים באמצעות שלושה כוסי כימיה עוקבים המכילים TBS כדי להסיר חלבונים שאינם קשורים, ושמרו גם אותם ב-TBS. התקינו את הקנטילברים והשקפיות מזכוכית הפונקציונליים בדגם AFM המתאים למדידה בנוזלים ותומך בטווח מהירויות נגיש בציר ה-Z של כ-200 עד 5,000 ננומטרים לשנייה.בעת הרכבת הדגימה, השתדל למזער את החשיפה לאוויר והבטח שהמשטחים יישארו מכוסים בבופר לאורך כל התהליך, לאחר כיוון נכון של קרן הלייזר. המתן לפחות 30 דקות להגעה של המערכת לשיווי משקל כדי להפחית השפעות של סחף (drift), ובצע כיוון מחדש במידת הצורך. לאחר מכן, התחל בביצוע המדידות עם קשירה מוצלחת של הלכיזיה (cohesion).בשימוש ב-Docker בזוגות, עקומות כוח-מרחק המתועדות המוצגות כאן מראות דפוס שיאים אופייני. כל שיא בעקומה מייצג פריסה (unfolding) של תת-מתחם חלבון אחד, כאשר השיא האחרון תואם להתפרקות של קומפלקס הרצפטור-ליגנד.עקומות הכוח והמרחק שהוקלטו הומרו לאחר מכן למרחב של כוח ואורך קונטור, ונאספו להיסטוגרמה של מיקומי מחסומים. הנתונים מראים עלייה באורך הקונטור של כ-89 ננומטרים, שניתן לשייך באופן חד-משמעי לפתיחה של דומיין xin כדי לבחון את נוף האנרגיה של ה-docker הקוהזיבי והאינטראקציה. בסך הכל התקבלו 186 עקומות נתונים בארבע מהירויות מתיחה שונות.ספקטרום הכוח הדינמי המתקבל, המוצג כעיגולים כחולים גדולים, מייצג את כוחות הקריעה הסבירים ביותר בקצב טעינה נתון. ערכים אלו הותאמו למודל Bell Evans; ההתאמה הניבה ערכים עבור Koff ו-delta X, אשר נמצאו בתאימות טובה לתוצאות שפורסמו בעבר. לאחר רכישת מיומנות, ניתן לבצע את החלק הניסויי של טכניקה זו בשמונה עד תשע שעות.בעקבות נוהל זה, ניתן לבצע מוטגנזה ספציפית לאתר בניסוי המשך כדי לקבוע אילו חומצות אמינו הן קריטיות לקשירה לאחר פיתוחו. טכניקה זו סללה את הדרך עבור חוקרים בתחום הביופיזיקה של מולקולה בודדת לחקור נופי קיפול של חלבונים. אנו משתמשים בה כדי לבחון את התכונות המכניות של SOEs של תאית, שהן בין מערכות החלבונים היציבות ביותר מבחינה מכנית known.לאחר צפייה בסרטון זה, תהיו בעלי הבנה טובה לגבי אופן ביצוע ספקטרוסקופיה של כוח למולקולה בודדת (single molecule force spectroscopy) על זוגות של קולט חלבוני וליגנד.

investigating-receptor-ligand-systems-cellulosome-with-afm-based

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

מוצג פרוטוקול לחיבור מגוון גדול של מולקולות בודדות באופן קוולנטי לקצה AFM. ניתנים נהלים ודוגמאות לקביעת כוח ההדבקה והאנרגיה החופשית של מולקולות אלה על תומכים מוצקים וממשקים ביולוגיים.

חוקר מולקולה בודדת הדבקה על ידי הכוח האטומי ספקטרוסקופיה

אנו מתארים פרוטוקול להכנת שכבות דו-שכבתיות ליפידים נתמכות ואפיונו באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי וספקטרוסקופיית כוח.

כוח האטומי מיקרוסקופית הדמיה וחיל ספקטרוסקופיה של bilayers שומנים הנתמכים

אנו מתארים טכניקה למדידה בו-זמנית של קינטיקה של קשירת קולטן-ליגנד יחיד מווסתת כוח והדמיה בזמן אמת של איתות סידן בלימפוציט T יחיד.

הקרינה Biomembrane חיל Probe: Quantitation במקביל של קינטיקס קולטן ליגנד ומושרה כריכת איתות תאיים בתא בודד

כאן אנו מציגים פרוטוקול למדוד את הכח של אינטראקציות בין משטח אורגני מוגדר היטב או פפטידים או חומצות אמינו על ידי מדידות ספקטרוסקופיה כוח מולקולה בודדת באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM). המידע המתקבל מהמדידה חשוב להבין טוב יותר את שלבי חומר פפטיד-אורגנית.

תובנה לתוך האינטראקציות של חומצות אמינו פפטידים עם חומרים אורגניים באמצעות ספקטרוסקופיית חיל מולקולה בודדת

אנו מתארים את הליכים מפורטים על מנת למדוד את תכונות מכניות מסלולים מכני התגלגלות של מולקולות חלבון יחיד באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי. אנו גם מראים תוצאות נציג כנקודת התייחסות הבחירה ואת ההצדקה של הקלטות מולקולת חלבון אחד טוב.

כוח ספקטרוסקופיה של מולקולות חלבון יחיד באמצעות מיקרוסקופ כוח אטומי

פרוטוקול זה מתאר את הנייח קוולנטיות של חלבונים עם heterobifunctional silane זיווג סוכן תחמוצת סיליקון משטחים המיועדים ספקטרוסקופיה בכוח כוח אטומי מבוסס מיקרוסקופיה מולקולה בודדת אשר הוא כשניסחתי האינטראקציה של RrgA (pilus-1 עצה adhesin של ס pneumoniae) עם fibronectin.

קיבעון קוולנטיות של חלבונים על ספקטרוסקופיה כוח מולקולה בודדת

אנו מציגים פרוטוקול לפונקציונליזציה של מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) התלויה מנופים עם תא T יחיד וחלקיק חרוז למחקרים אימונולוגיים. הליכים לחקור בודד זוג תא תא דנדריטי כריכה על ידי AFM ולפקח על התגובה התאית בזמן אמת של מקרופאגים לחלקיק אחיד אחד על ידי AFM עם הדמיה פלואורסצנטית מוצגים.

הפונקציונליזציה של מיקרוסקופ כוח אטומי מנופים עם תאים חד-טי או חלקיק יחיד לספקטרוסקופיית של כוח בודד אימונולוגיים

כאן, אנו מציגים פרוטוקול המשלים מונומר חלבון על ידי אנזימים היוצרים פולימר פולימרי עם רצף מבוקר ומשתק אותו על פני השטח עבור לימודי מולקולה בודדת של כוח ספקטרוסקופיית.

OaAEP1-תיווך אנזימטית והשתק של חלבון פלסטריזציה לספקטרוסקופיית מולקולות יחיד

החזקה הקוולנטי של מולקולות בדיקה למיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) מהווה טכניקה חיונית לחקירת התכונות הפיזיות שלהם. זה מאפשר לנו לקבוע את כוח מתיחה, כוח desorption אורך של פולימרים באמצעות AFM מבוססי כוח מולקולה בודדת ספקטרוסקופיה עם היכולת הגבוהה.

חיבור קוולנטי של מולקולות בודדות לספקטרוסקופיית כוחות מבוססי AFM

פרוטוקול זה נועד להפוך מדידות AFM לאוטומטיות על מאות תאים מיקרוביאליים. ראשית, מיקרואורגניזמים משותקים למיקרו-מבנים של חותמות PDMS ולאחר מכן מאלצים מדידות ספקטרוסקופיה להתבצע באופן אוטומטי על מאות תאים משותקים.

אוטומציה של מדידות מיקרוסקופ כוח ביו-אטומי על מאות תאי C. אלביקנס

ספקטרוסקופיית מיקרוסקופיה-אינפרא אדום של הכוח האטומי (AFM-IR) מספקת פלטפורמה רבת עוצמה למחקרים חיידקיים, המאפשרת להשיג רזולוציה ננומטרית. שניהם, מיפוי של שינויים תת-תאיים (למשל, על חלוקת תאים) כמו גם מחקרים השוואתיים של הרכב כימי (למשל, הנובעים עמידות לתרופות) יכולים להתבצע ברמת תא אחד בחיידקים.

מיקרוסקופיה של כוח אטומי בשילוב עם ספקטרוסקופיית אינפרא אדום ככלי לחקירת כימיה של חיידק יחיד

חקור את המכניקה והקיפול של חלבוני Cellulosome באמצעות ספקטרוסקופיית כוח מולקולה בודדת מבוססת AFM. שיטה זו חושפת מחסומי אנרגיה במסלולי פרישת חלבונים ומספקת תובנות ליישומים ביוטכנולוגיים.

חוקר מערכות קולטן ליגנד של Cellulosome עם המולקולה בודדת מבוססת AFM חיל ספקטרוסקופיה

גלה סרטונים נוספים