Name: 繊維状タンパク質をストレッチし、測定する新しい重力分光器の使用を実証 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-03-19T11:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 51 s
Description: 学ぶ重力分光器を用いた単一分子解析法。光学顕微鏡とデジタルカメラを組み合わせ、分子レベルの力を測定する技術を解説。神経科学と生物物理学の研究に応用可能です。

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この材料は、グラント番号0842736の下で全米科学財団によってサポートされている作業に基づいています。

新規GFSの構成の概要定期的な光学顕微鏡、赤道儀、カメラ、およびコンピュータ[図1]：GFSは、いくつかの不可欠なコンポーネントで構成されています。サンプルを保持する密閉型フローセルのチャンバーは、GFSのデザインに応じて不可欠である。範囲は宇宙の別の方向に回転させることができるので、光学顕微鏡は、赤道儀に装着される。この能力は、重力の静的なベクトルは重力の力が試料にpiconewtonレンジの力の負荷を与えることができるので、サンプルはベクトルに関連して動的に配向させることができるように悪用されることができます。それはサンプルの向きの変化を記録できるようにカメラは、光学顕微鏡の接眼レンズに置き換えられます。この生データをデジタル化し、実際の力と距離の測定にデータを解釈するコンピュータによって操作されます。密封されたフローチャンバーは、試料を失うことなく空間中の全自由度をできるように設計されています。チャンバー内チャンバーの表面に接着され、"アンカー"ビーズに一方の末端近くにつながれているサンプルの分子が存在する。反対側の末端は、チャンバーの表面から自由である"モバイル"ビーズにつながれている。それは、それによってこのような低荷重負荷時のテザー分子を伸ばし重力によって処理することができるアッセイバッファー内の空きこのモバイルビーズである[図2]。それは、両方のビーズは、フローチャンバーの表面の上に座っているペアから分子への付着によって結合良好な使用可能なペアを識別するためにいくつかの経験を取るいませんが、サンプルは、単純に、顕微鏡下でマイクロスフェアのペアのように見えます。システムに対する1つの変更は、GFSを保持し、バネによって中断されているフローティングプラットフォームの追加です。この構成では、一度サンプルでは重力がサンプルに作用することができる位置に回転している、プラットフォームとそのすべてのコンポーネントは、バネ定数に対してドロップすることができます。自由落下の近くに、モバイルビーズに作用する力はゼロに近く、温泉"最大拡張時に、重力が2倍と同じくらいで乗算されます。このように、段階的な力/距離応答は別の力の負荷での単一分子の挙動を測定するためにグラフ化することができます。 1。ミクロスフェアの調製<ol><li> 0.04パーセント2分間3 - アミノプロピルトリエトキシシラン（アセトンでカット）のガラス又はシリカビーズ10mgを約水没。 </li><li>蒸留水の二つの変更ですすぎ、5分間、2,000 xgでペレットに遠心。上清を捨てる。 </li><li>カップリングバッファー（0.01 Mピリジンは再蒸留水で切断してpHを6.0に調整）5mLを追加し、精力的にこの混合物を振る。上記のよう心する。このステップを3回繰り返します。 </li><li>ビーズのウェットケーキに、5％グルタルアルデヒド溶液（カップリングバッファーとグルタルアルデヒドをカット）2 mLを加える。精力的に振る。 </li><li>フードの下で、室温で3時間ビーズ/グルタルアルデヒドの混合物を回転させる。 </li><li>上記のように遠心し上清を吸引除去する。 </li><li>精力的にそれらを揺することによってカップリング緩衝液5mLにビーズを洗浄し、上清を遠心分離し、吸引除去する。このあと3回繰り返します。 </li><li>ビーズに所望の抗体の約15μLを追加し、積極的に振る。ビーズは、16〜24時間のために回転する必要があります。 </li><li>ボンネットの下に、1 Mグリシンクエンチング液（蒸留水でグリシンをカットし、pHを7.0に調整）5 mLを加える。精力的混合物を振とうし、30分間回転させます。 </li><li>遠心し上清を吸引除去する。 </li><li>洗浄バッファー（; 0.1％アジ化ナトリウム、0.1％BSA、0.15 M塩化ナトリウム、及び0.001 M EDTA、0.01Mトリス、pH 7.0）5 mLを追加します。精力的にこれを振って、遠心し上清を吸引除去する。このステップをさらに3回を繰り返します。 </li><li>低塩緩衝液（0.02 Mイミダゾール、5 mMのMgCl 2、pH7.0に調整し、0.1MのKCl）にバッファを変更します。 3回繰り返します。 </li></ol> 2。ミクロスフェアへのサンプルの添付ファイル<ol><li>準備ビーズを少量取り、それらを追加する（バッチ処理の間に直径の大きな食い違いがある場合は、しかし、ビーズの各ケーキから約2μLを、それは小さなビーズの大の8:1比率の周りに使用することが有利である）アッセイバッファー付きマイクロ遠心チューブ。アッセイバッファーを使用して、約5μMにあなたの蛋白質の濃度を減少させる。バッファー、蛋白質、そしてビーズを含む400μLの少なくとも合計ボリュームを準備します。 </li><li> 3時間約1回転でこの混合物を回転させる（蛋白質は、それが集約し、無用になると、あまりにも興奮している場合）。 </li></ol> 3。スライドのチャンバーの準備<ol><li>コー​​ト0.01％ニトロセルロース（酢酸アミルで）と厚い顕微鏡用スライド。約10分間このスライドは、乾かします。 </li><li>チャンバーとなるように鋭いガラスカッターで、カバースライドをカット。これは、ガラスの4つのストリップを必要とします。 </li><li>事実を使用してくださいエッジの両側に真空グリースの塗抹標本でガラスと熊手それのORYエッジ。 </li><li>乾燥ニトロセルロース上にプレスグリースコーティングストリップはスライドの表面上にボックスを作成するスライドをカバー。 </li><li>ピペットボックスの内側にガラスの表面にピペッターをタップしてビーズ/タンパク質混合物の約2μL。 </li><li>チャンバーの大きさに応じて、低塩緩衝液の20から400まで約μLを加える。 </li><li>すでに密封と、バッファ室を完了するために真空グリースでコーティングされているボックスの上にカバースリップを押す。 </li><li>ビーズはニトロセルロースに自分自身を固定するために十分な時間があるので、スライドのレベルの場所に座ってみましょう。 </li></ol> 4。 GFSデータ収集<ol><li> GFSステージ上にマウントスライド</li><li> GFSのカメラは、小さなマイクロスフェアが大きい微小球の赤道付近に添付されている正当な"ビーズ​​のペア、"のための記録と検索が何であるか監視する。 </li><li>潜在的なビーズのペアが検出されると、"モバイル"ビーズはスライドの表面上に載っていないかどうかを判断するために焦点の深さを通過。 </li><li>一度、適切なペアが識別され、メモ角度モバイルビーズは、D MAXから離れていること（D MAX =結合微小球の重心間の最大距離が）。ビデオを取得する位置に範囲を移動します。 </li><li> GFSの旅行の角度は、分子の長さに応じて25〜90度のために呼び出す可能性のあるD 分、D MAX、およびdの分を記録するために十分なはずです。 </li><li>ペアとしてRECORDは、d minからD MAXにして戻ってD minに移動。 </li><li>それは分析のために後で引くことができるようにも背景の動画を撮影することをお勧めします。 </li><li> GFSのドロップを実行した場合、D MAXに戻って範囲を移動し、毎秒少なくとも60フレームのドロップを記録。重要な部分は、最初の発振だが、長い録音時間は、動的な試験にも使用することができます。 </li></ol> 5。 GFSデータ解析<ol><li>デジタル"閾値"のイメージに生の映像を変換し、ビデオの各フレームにおける各ビーズの重心位置を決定するためのImageJのマクロを実行します。これはドロップのビデオにもなります。 </li><li> ExcelにImageJのからX、Yおよび地域のデータをダンプしてポイントをプロットする。 </li><li>適切なビーズペアがビデオに買収された場合、グラフに顕著なこぶは、（d minは）彼らの最も近いにいるビーズを示していると、グラフの頂点にd maxの位置です。 </li><li>このデータを使用して、各ビーズの半径は、ImageJので正確に決定されるべきであるとすべてのこの情報は、ネストされた式に配置されます。 D = [（G罪α）2 +（G COSα+ D MAX - G）2] 0.5 G = [d minは2 + R B 2 - （R A + R B）2] 0.5 = R B罪をβ C = D MAX - R - G 重心間（D =距離、重力のG =力、平行対物レンズの度数で、α=角度、軸から添付ファイルのβ=角度、モバイルビーズのR B =半径、固定されたビーズのR =半径固定されたビーズの赤道。 </li><li>溶剤の浮力が減算された後も、そのボリュームをもたらすモバイルビーズのフィット半径を使用して、そしてビーズの密度を与え、モバイルビーズが分子に与える力はピコニュートンに計算することができます。このメソッドは、ピコニュートンのテザー分子に働く力を測定し、ナノメートルで抗体の添付ファイルとの間の絶対的な分子の長さを計算します。ガラス微小球のF = V（DB）A（F =力、V =体積、D =密度、=加速重力のために、B =避難水の密度）。 </li></ol> 6。代表的な結果： ビーズの準備が適切に行われた場合、まだ時折ビーズ塊があるかもしれないが、最低限のビーズ凝集が存在します。スコープで見たときは、チャンバー内でペアになっているかどうかビーズの合理的な分布があるはずです。 できるだけ多くの振動を最小限に抑えることが重要であり、このどちらかのエアテーブルを行うために、特別なショックEQマウントを保持している三脚の脚の吸収、またはばねが振動絶縁のために使用することができます利用するシステムに。 密封されたフローチャンバーに係る別の有用なヒントは、それは全面的に構築された後、それはレベルのテーブルの上に約5分間静置することです。これは、任意のアタッチされていない大きなビーズはニトロセルロースの層でバッファし、残りを下にフロートすることができます。スライドではなく完了時に直接マウントされていた場合、調査官は、継続的に文字通り視野を飛んでビーズに対処する必要があります、これはビデオの取り込み中に起これば、それは目を破損する可能性が電子実験。これが適切に行われている場合は、ビーズの便が大幅に最小化され、クリーンなビデオの結果さ。 潜在的なビーズのペアがGFS演算子によって識別されると、それはペアの動作を監視するための予備回転を介して置くと便利です。まれに、大きなビーズはしっかりとスライドに貼付されていません。この問題が発生した場合、それは買収の期間を通じて固定された位置に大きなアンカービーズ滞在することが重要ですので、ペアを利用するには使用はありません。ペアが安定していると示していない場合、"アンカービーズロールを、"それは実験に適しています。 重力からの相対角度の変化に対するビーズ分離距離のプロットは、取得したデータを評価するために使用することができます。良い代表的な結果は、高原にはほとんど分離を表しているだろうし、モバイルビーズのために重力の影響の固定されたビーズから自身を解放すると、グラフはより多くの分離が表示されます。これは素敵なピークはD MAXと呼ばれるに達するまで継続され、曲線が再びベースラインに戻って下向きに始まるd minは[図1]。理想的な条件下では、この署名は対称的です。非代表の結果は異なるD MIN - D MAX - D 分のパターンを示していない支離滅裂なパターンを持つグラフを表しているだろう、またはそれが間塵の部分があったかもしれないことを示す一つの分子に対して高すぎる桁違いな分離を示すだろうモバイルビーズは単純にすべてに添付されていないことを多分ビーズ、または。 、ペアを見つけ、それを撮影、それを処理し、そしてそれを分析のプロセスは、不適切なビーズのペアがグレーに淘汰される多くのストップギャップを持っています。そのため、全体のプロセスの最後に到達して、前の結果と一致している分子の長さを持っている場合、にオリジナルのビーズペアが代表的であるとの結果に含めることのできることを確信できます。良い日には、ビーズのペアショットの約半分は、正当なデータポイントになることを通して撮影することができます。例えば、MF20とMF30抗体との間のミオシンのコイルドコイルの長さは、EMのデータおよびAFM、100nmの2,7,8,9に近づくために、データに基づいて知られています。結果はこの長さは数倍である場合、サンプルが集約しています。ここに示された結果は[図2] MF30の測定と密接に同意する（ミオシンのサブフラグメント-2のN末端に結合する）、標準的なGFSローテーションの実験からのものであるし、96 nmの± 5nmの距離を示し、MF20文献値から推定されたミオシン上（ライトメロミオシンに結合する）抗体の分離距離[図3]。 <img src="/files/ftp_upload/2624/2624fig1.jpg" alt="図1" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図1"> 図1。GFSの構成。 GFSの主要部分が標識されている。 <img src="/files/ftp_upload/2624/2624fig2.jpg" alt="図2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図2"> 図2。GFSの原理の模式図。左側は固定されたビーズの重心からの最小距離でモバイルビーズの重心を示しています。 GFSが回転するように、モバイルビーズはまた、テザー分子の軸と平行に実行されている重力のベクトルに合わせて配置されます。この位置では、モバイルとアンカービーズの重心間の距離が最大になります。右上には、GFSの映画から代表的なスライスを示しています。右下には、GFS受けて回転のイメージです。 <img src="/files/ftp_upload/2624/2624fig3.jpg" alt="図3" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図3"> 図3代表のグラフの左側にあるDの分を示す結果、17.78ミクロンの相対的な分離でD MAX、とビーズの間の相対的な分離の17.75ミクロンのベースラインの周りのD 分に復帰。 <img src="/files/ftp_upload/2624/2624fig4.jpg" alt="図4" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図4"> 図4。MF20とMF30抗体平均96 nmの間の距離を示すGFSローテーションの実験の代表的な結果。これは、S2のおおよその長さを表します。 <img src="/files/ftp_upload/2624/2624fig5.jpg" alt="図5" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図5"> 図5は、。ミオシンII二量体は、抗体および/ ​​またはアクチンの添付ファイルを含むGFSで使用するために可能な添付ファイルを表示するために使用。別の添付ファイルの可能性別のGFSの戦略が異なる領域を測定するために、または力の垂直またはミオシンの二量体の棒のドメインへの並列を適用することが可能になります。

<ol><li>Schwaiger, I., Sattler, C., Hostetter, D. R., Rief, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+myosin+coiled-coil+is+a+truly+elastic+protein+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">The myosin coiled-coil is a truly elastic protein structure.</a> Nat. Mater. 1, 232-235 (2002).</li>
<li>Root, D. D., Yadavalli, V. M., Forbes, J. G., Wang, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coiled-coil+nanomechanics+and+uncoiling+and+unfolding+of+the+superhelix+and+alpha-helices+of+myosin%5BTitle%5D)+AND+%22Biophysical+Journal%22%5BJournal%5D)">Coiled-coil nanomechanics and uncoiling and unfolding of the superhelix and alpha-helices of myosin.</a> Biophysical Journal. 90, 2852-2866 (2006).</li>
<li>Nishizaka, T., Miyata, H., Yoshikawa, H., Ishiwata, S., Kinosita, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unbinding+force+of+a+single+motor+molecule+of+muscle+measured+using+optical+tweezers%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Unbinding force of a single motor molecule of muscle measured using optical tweezers.</a> Nature. 377, 251-254 (1995).</li>
<li>Gawalapu, R. K., Root, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluorescence+labeling+and+computational+analysis+of+the+strut+of+myosin%27s+50+kDa+cleft%5BTitle%5D)+AND+%22Arch.+Biochem.+Biophys%22%5BJournal%5D)">Fluorescence labeling and computational analysis of the strut of myosin's 50 kDa cleft.</a> Arch. Biochem. Biophys. 456, 102-111 (2006).</li>
<li>Kellermayer, M. S. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Visualizing+and+manipulating+individual+protein%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules+Physiol.+Meas%22%5BJournal%5D)">Visualizing and manipulating individual protein.</a> Molecules Physiol. Meas. 26, R119-R153 (2005).</li>
<li>Shimizu, T., Dennis, J. E., Masaki, T., Fischman, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Axial+arrangement+of+the+myosin+rod+in+vertebrate+thick+filaments%3A+immunoelectron+microscopy+with+a+monoclonal+antibody+to+light+meromyosin%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Axial arrangement of the myosin rod in vertebrate thick filaments: immunoelectron microscopy with a monoclonal antibody to light meromyosin.</a> J. Cell Biol. 101, 1115-1123 (1985).</li>
<li>Godfrey, J. E., Harrington, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-association+in+the+myosin+system+at+high+ionic+strength.+I.+Sensitivity+of+the+interaction+to+pH+and+ionic+environment%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Self-association in the myosin system at high ionic strength. I. Sensitivity of the interaction to pH and ionic environment.</a> Biochemistry. 9, 886-893 (1970).</li>
<li>Root, D. D., Stewart, S., Xu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+docking+of+myosin+and+actin+observed+with+resonance+energy+transfer%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Dynamic docking of myosin and actin observed with resonance energy transfer.</a> Biochemistry. 41, 1786-1794 (2002).</li>
<li>Xu, J., Root, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conformational+Selection+during+Weak+Binding+at+the+Actin+and+Myosin+Interface%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Conformational Selection during Weak Binding at the Actin and Myosin Interface.</a> Biophys. J. 79, 1498-1510 (2000).</li>
<li>Sattin, B. D., Pelling, A. E., Goh, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DNA+base+pair+resolution+by+single+molecule+force+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">DNA base pair resolution by single molecule force spectroscopy.</a> Nucleic Acids Res. 32, 4876-4883 (2004).</li>
</ol>

利害の衝突は宣言されません。

デジタル閾値表現にムービーを変換する場合、それはビデオの各フレームで同じ領域を維持するために閾値画像のための非常に重要です。ビーズペアのビーズは、互いに独立して移動するので、閾値領域でのドリフトも、大きな誤差を漂流して紹介するビーズの重心間の相対距離を引き起こす可能性があります。しきい値領域を制御することダウンは5nm〜26 nmの距離の測定値の5倍の誤差を減少させた。また、距離と力の値の両方をもたらす最終的な計算に重要であるビーズの間の比率として、両方のビーズの正確な半径の測定値を得ることが重要です。 システムは多くの方法で変更することができます。最新のシステムでは、バネ定数に対して全体GFSをドロップすることで、係留分子に段階的な力を与える。バネ定数が決定されると、三人称のビデオは、顕微鏡の映像が撮影され、2つが一緒に同期されていると同時に得ることができます。その後、顕微鏡のカメラからの映像の各フレームは、それは三人称、同期化映画の中でドロップされるようにGFSの位置に応じて力の値を指定することができます。ビデオの各フレームには、モバイルビーズは、秋と春のシステムのその後のリバ...

<table><tbody><tr><td>3-アミノプロピルトリエトキシシラン</td><td>Polysciences, Inc.</td><td>919-30-2</td><td></td></tr><tr><td>アセトン</td><td>Fisher Scientific</td><td>A18P-4</td><td></td></tr><tr><td>ピリジン</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>110-86-1</td><td></td></tr><tr><td>グルタラールデヒド</td><td>Fisher Scientific</td><td>G7776</td><td></td></tr><tr><td>グリシン</td><td>Research Organics</td><td>BP381-1</td><td></td></tr><tr><td>トリス</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>9682T</td><td></td></tr><tr><td>アジ化ナトリウム</td><td>Amresco</td><td>71289</td><td></td></tr><tr><td>ウシ血清アルブミン</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>AMR-0332-100G</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S7653</td><td></td></tr><tr><td>EDTA</td><td>マイクロサテライト不安定性</td><td>E9884</td><td></td></tr><tr><td>ニトロセルロース</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>60443</td><td></td></tr><tr><td>N,N-ジメチルホルムアミド</td><td>Large Newから抽出</td><td>D4254</td><td></td></tr><tr><td>ウサギ骨格筋ミオシンII</td><td>ニューゼランドホワイトウサギ（7-8匹）</td><td>該当なし</td><td></td></tr><tr><td>MF30抗体 (9-10)</td><td>Developmental Studies Hybridoma Bank</td><td>MF30</td><td></td></tr><tr><td>MF20抗体 (6)</td><td>ハイブリドーマバンク</td><td>MF20</td><td></td></tr><tr><td>研究用顕微鏡</td><td>北方地域</td><td>WW57905M00</td><td></td></tr><tr><td>赤道儀</td><td>Celestron</td><td>CG-5</td><td></td></tr><tr><td>デジタルビデオカメラ</td><td>ソニー株式会社</td><td>XCDV60</td><td></td></tr><tr><td>キャリパーの取り外し</td><td>カベラス</td><td>IA-415482</td><td></td></tr><tr><td>圧縮ばね</td><td>Jones Spring Co.</td><td>723</td><td></td></tr><tr><td>引張ばね</td><td>Jones Spring Co.</td><td>770</td><td></td></tr><tr><td>ImageJ</td><td>アメリカ国立衛生研究所</td><td>該当事項なし</td><td></td></tr><tr><td>Fire-iドライバー &amp;増幅および応用 </td><td>ユニブレイン</td><td>3.80</td><td></td></tr><tr><td>エクセル</td><td>Microsoft</td><td>該当なし</td><td></td></tr></tbody></table>

繊維状タンパク質をストレッチし、測定する新しい重力分光器の使用を実証

Demonstrating the Uses of the Novel Gravitational Force Spectrometer to Stretch and Measure Fibrous Proteins

巨大分子構造の研究は、分子機構と機能の解明に重要になっています。タンパク質の構造的特徴の力依存性をテストできるいくつかの限られた、しかし重要なbioinstrumentsがあります。規模は、研究者がそのような核酸、酵素、および生命維持の作業を実行するモータータンパク質などの分子のナノの世界を覗きできるか正確に上に制限するパラメータとなっています。原子間力顕微鏡（AFM）はよく電子顕微鏡と同等の距離分解能で繊維状のタンパク質のネイティブ構造を決定するために調整されています。しかし、AFMの力の研究で、軍は通常、単一の分子よりもはるかに高くなっています1、2を発生する可能性があります。光学トラップ（OT）がトラップされたビーズとの間の相対距離を判断するに非常に優れていると、彼らは非常に小さな力3を付与することができる。しかし、彼らが検討されて分子の正確な絶対的な長さを得ることはありません。分子シミュレーションは、実験に協力的な情報を提供しますが、同じ大規模な分子サイズ、長いタイムフレームを、処理し、他の証拠2、4の存在下でいくつかの研究者を説得する能力に制限されています。 重力分光計（GFS）は、能力のユニークな組み合わせを提供することにより、研究者の武器庫での重要なニッチを埋める。この楽器は、femtonewtonの範囲からnanonewtonの範囲に98％以上の精度で一般的に力を生成することができます。距離の測定は、現在、光トラップと同様の精度で5ナノメートル、そして相対的なビーズペアの分離距離に絶対的な分子の長さを解決する能力があります。また、GFSは、ストレッチや力が平衡に近い場所uncoilingを決定する、または任意の測定の構造変化に対して並置する段階的な力を提供することができます。それは生理的な力の負荷2でイベントをuncoilingに関与しているか、多くのアミノ酸残基を決定することも可能です。あらゆるアッセイを先行しなければならない大きな力のキャリブレーションが存在する他の方法とは異なり、GFSはそのような力のキャリブレーション5を必要としません。他の方法の強みを補完することで、GFSは重要な蛋白質と他の高分子のナノメカニクスを理解する上でのギャップをブリッジします。

これは、目的、操作、そして斬新な重力の分光計からの代表的な結果を示すステップバイステップガイドです。

高分子構造の研究は、分子メカニズムと機能の解明において極めて重要になっています。いくつかの限定的な手法は存在しますが、…

重力装置は、エピマウント、一般的な光学顕微鏡、デジタルカメラ、およびコンピュータで構成されています。これを用いて単一分子の酸解析を行います。力平衡を記録するか、あるいは滴下によって段階的な力を加えることができます。まず、この種のプロセスが実施できるように、ガラスマイクロを用意する必要があります。使用する豆を約10 milligrams量り取るため、通常は2Kを準備します。ここでは、3 triologyに使用する5 millilitersを用意しています。ここにターミナルPut Oneを用意します。トランスファーを用いて十分に混合し、混合液2 mLをビーズケーキの上に転移させます。ビーズケーキを2分間放置した後、2分間十分にボルテックスします。下層が濡れた2つを吸収しました。二重蒸留水中に1つのプリンを溶解させます。pH 6でカップリングさせます。各ビーズにカップリングバッファーを5 mL加えます。このカップリングにより、ビーズが結合できるようになります。その後、抗体を加えて再び結合させ、1分間ボルテックスします。5分間遠心分離し、さらにフリーザーで処理します。その後、カップリングバッファーを用いて、濃度を5%まで希釈します。次に、この溶液を2 mL加え、これによりTERをボルテックス上のターミナルと結合させます。これを2回繰り返し、3分間回転させます。これがカップリングバッファーの手順です。再び5 mLのカップリングバッファーをフィードケーキに加えます。同様に、混合、遠心分離、および吸引を行います。4回目には、抗体が自由に移動できるよう、ケーキの上に少量の液を残します。こちらが抗体です。その量をマイクロピペットで計り取ります。抗体を二回蒸留水で1 Mに希釈し、混合液を30分間、または適切な時間、回転させて撹拌します。すべての未反応の接着剤を完全に消去し、目視で確認します。その後、遠心分離を行い、Sを除去します。次に、プロトコルに従って内容物を調製します。ビーズを5 mL取り、ここにビーズがあることを確認し、底部まで浸漬させます。この手順を3回繰り返し、その後、実施するあらゆるアッセイにおいても同様に行います。準備を開始するために、まずタンパク質を用意します。この場合、-70 °Cで保存されているタンパク質を取り出します。このタンパク質を適切に扱い、加温させることが重要です。これにより、アッセイで使用したい濃度よりもかなり濃い状態になります。そのため、約15µLまで希釈し、チップに分注します。ただし、正確な量にする必要があります。約5µLまで量を減らした後、大きなビーズの場合はより多くの量を取り出すため、この例のビーズからは10µLを取り出します。そして、ここでマイクロセンターチューブにアッセイバッファーをさらに約350 µL添加し、最終濃度を調整します。次に、aex your will Aを用いてviのように行います。ここでチューブを回転させ、処理を行います。それでは、ビーズを配置するためのフローを実際に構築しましょう。標準的な顕微鏡スライドグラスを1%の接着剤を用いて固定し、表面にアンカーを付着させます。スライドグラスの端にすでに処理を施しており、ここにさらに薄いガラス片を重ねます。これにより、比較的小さなチャンバーが形成されます。ここに小さなものが一つあります。損傷した箇所があります。日常的に扱う同様のもののひとつです。この薬剤によって、状態が改善されます。ここでは、クラッカーとチーズを加える前に、25年物のものを最後に2回ほど、味を確認しながら注ぎます。そして、少量を、ほんのわずかだけ味見します。ここで詳しく見ると、実際にビーズを確認できます。まず、ビーズがある領域を軽くタッピングします。その後、スライド表面の残りの部分を約40%まで浸し、スライドをさまざまな方向に向けてもビーズが移動することを心配しなくて済むようにします。サンプルを固定し、スライドをマウントさせます。さらに、安定性を高めるために予備のクリップを使用します。そして、対物レンズをセットします。これは、こちらのスライドの位置を調整するために使用するリモコンです。カメラを含め、すべての電源が入っています。ビデオスクリーンを監視することで、潜在的なビーズのモニタリングを開始できます。左側にあるのはより小さなビーズで、その小さなビーズは、チップの表面にそのまま置かれている他の小さなビーズと同様の外観をしています。しかしながら、ビーズ対において、一方のビーズがLOPのオフビーズ表面で焦点が合う場合、そのビーズはもう一方のビーズとは異なる焦点面に存在していることを示しています。また、右側のAは、スライド上でビーズ対がどのように機能するかを示しています。したがって、さまざまな角度で回転させながらスライドを配置することで、異なる長さが得られます。その後、回転を用いて解析を行います。コンピュータを使用した際のビーズ対のシミュレーション結果を確認します。両方を確認しました。このケースの計算では、提供された測定値を省略でき、ここではFも省略されました。ご視聴ありがとうございました。あなたの妨害に幸運を。踊るべき時があります。それに、誰も私の勝ちを譲るとは思わないでください。友達が必死に手に入れようとしていて、私は完全に取り残されている。一緒に来たあの女の子はどこだ？彼女は私の友人と一緒に去っていきます。彼女は本当にそうであると思い込んでいます。彼女は本物の男というものを知らないのでしょうか。再び乗り、再び右へ、メカニカルブル。そのまま離せ。右、右、メキシコの深いところへ。今夜のラウンドは最高だ。メカニカルブル。スピードを落とすな。左手の処置が終わったら、5秒待ってから手を離してください。その後、右手を使います。はい、左手ではなく、右手を使うことにします。

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JoVE Journal

Bioengineering

バイオエンジニアリング（生体工学）

時間経過顕微鏡と画像処理技術は、48時間の期間にわたって環境制御バイオリアクターにおける線維芽細胞媒介ゲル圧縮およびフィブリン線維再調整を観察し、分析するために使用された。...

線維芽細胞媒介フィブリンゲル圧縮の観察と定量

セルロソームは、セルロースを消化するために設計された多酵素複合体です。AFMベースのSMFSを使用して、セルローム関連タンパク質集合体の機械的特性とフォールディング配置を研究しました。セルロソームの組み立てに関与する個々の受容体-リガンド複合体の相互作用を研究するための、タンパク質の固定化、データ取得、およびデータ解析のための完全なワークフローを紹介します。...

AFMベース1分子力分光法によるセルロソームの受容体リガンド系の探索

化学的に皮を剥がれ、または透過化、骨格筋線維の収縮特性の分析は、単一の筋細胞のレベルでの筋機能を評価することにより、強力な手段を提供しています。この記事では、製造するのに有効かつ信頼性の高い技術の概要を説明し、試験は、in vitroでの骨格筋線維を透過処理しました。...

透過性に骨格筋線維によって生成される最大等尺性力の測定

私たちは、細胞外マトリックスのエラスチンおよびトリプシン精製されたI型コラーゲン繊維にブリルアン光散乱分光法を適用し、それらの完全な弾性特性を抽出するためのプロトコルを提示します。...

ブリルアン分光法のための細胞外マトリックスのタンパク質繊維の調製

最近、多くのFRETベースの力のバイオセンサーが開発され、細胞内力のタンパク質特異的な解決が可能になりました。このプロトコルでは、核骨格-細胞骨格(LINC)複合体タンパク質Nesprin-2Gのリンカー用に設計されたこれらのセンサーの1つを使用して、核LINC複合体に対するアクトミオシン力を測定する方法を示します。...

原子力LINCコンプレックス全体に機械的な力を測定するために、蛍光共鳴エネルギー移動（FRET）-forceのバイオセンサーを使用するためのプロトコル

詳細な手順と機械的性質および原子間力顕微鏡を用いた単一タンパク質分子のアンフォールディング経路を機械的に測定するための戦略について述べる。また選択と良い単一蛋白質分子の録音の正当化のための参照として代表的な結果を述べる.

原子間力顕微鏡を用いた単一タンパク質分子の力分光法

このプロトコルを記述する、heterobifunctional シラン カップリング剤による酸化シリコン薄膜表面の原子間力顕微鏡による単一分子力分光法のために設計するで例示されている蛋白質の共有結合固定化、RrgA の相互作用 (毛 1 先端付着性S.

力の単一分子分光法のための蛋白質の共有結合固定

ここでは、プロトコルを提案フェルスター共鳴の同時使用のため力感受性の測定を有効にするタンパク質ダイナミクスを測定するため退色後蛋白質負荷と蛍光の回復を測定するエネルギー転送ベースのテンション...

蛍光技術の組み合わせを用いた生細胞内力感受性タンパク質ダイナミクスの測定

アンサンブル力分光法(EFS)は、生物物理学およびバイオセンシング分野における生体分子構造のアンサンブルセットの機械的アンフォールディングおよびリアルタイムセンシングのための堅牢な技術です。...

せん断力によるアンサンブル力分光法

ユニークな組織工学の手法は、軸索の伸長の成長をrecapitulatingで培養中の多数の神経線維を伸長するために開発された、神経は大きくするには身体の成長と一緒に細長いそれによって神経系の成長の形。...

軸索のストレッチの成長：神経成長のメカノトランスダ

学ぶ重力分光器を用いた単一分子解析法。光学顕微鏡とデジタルカメラを組み合わせ、分子レベルの力を測定する技術を解説。神経科学と生物物理学の研究に応用可能です。

繊維状タンパク質をストレッチし、測定する新しい重力分光器の使用を実証

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