Enzim mekanizmaları ve Kinetik hakkında bilgi genellikle nerede bir istatistiksel ortalama ölçümleri temsil topluluğu veya macroscale düzeyde moleküller, milyonlarca binlerce enzim nüfus ile elde edilir. Bu, ancak, enzim kompleksi oluştururlar heterojenite onların davranış görülebilir ve moleküler mekanizmaları topluluk düzeyinde gözlenen her molekül için mutlaka geçerli değildir bilinmektedir. Bu tür sapmalar bireysel molekül ölçekte kapsamlı çalışmaları tek enzimler tarafından son yirmi yılda1sırasında ortaya çıkan yöntemler ile onaylandı. Özellikle, Floresans algılama bireysel enzim aktivitesinin enzim aktivitesi2,3 heterojen araştırmak veya sözde hafıza etkisi (düşük noktalarla başarılı yüksek enzim etkinlik dönemleri keşfetmek için kullanılan etkinlik ve tersi)4,5.
Birçok tek enzim çalışmaları enzimleri yüzey veya yeterince uzun sürekli gözlem için görüş alanı içinde kalmak için başka bir şekilde dağınık şekilde sabit immobilize gerektirir. Enzim kapsülleme lipozomlar içine herhangi bir olumsuz etkisi nedeniyle yüzey-enzim veya protein-protein etkileşimleri6,7önleme sırasında enzim tutuklaması etkinleştirileceği gösterilmiştir. Buna ek olarak, lipozomlar tek zar proteinleri onların doğal lipid bilayer çevre8,9,10eğitim için benzersiz bir imkanı verir.
Membran proteinlerinin, taşıyıcı, sınıf bir yön translocation maddelerin hücre zarı, proteinler lipid bilayers (örneğin, lipozomlar)11yeniden yükleyen sadece okudu bir davranış karşısında egzersizleri, 12,13. Örneğin, proton translocation prokaryotik ve ökaryotik elektron taşıma zinciri, çeşitli enzimler tarafından sergilenen, ATP sentezi için kullanılan bir proton-güdü güç oluşturarak önemli bir rol hücresel solunum oynar. Bu durumda, her ne kadar bu işlem detaylı mekanizmasının kez zor kalır etkinlik pompalama proton elektron transferi için birleştirilmiştir.
Son zamanlarda, Escherichia coli (sitokrom bo3) terminal ubiquinol oksidaz tek enzim aktivitesi pompalama proton çalışmaya elektrokimya ile çift floresan algılama olasılığı gösterdi lipozomlar14' te yeniden düzenlendi. Bu bir pH duyarlı membran geçirimsiz floresan boya E. hazırlanan lipozomlar Lümen içine encapsulation sağlanır coli kutup lipidler (şekil 1A). Böylece çoğu lipozomlar ya yok ya da sadece bir Sulandırılan enzim molekül (göre Poisson dağılımı) içerdiği protein miktarı optimize edildi. Sitokrom bo3 iki yüzeylerde ubiquinone lipozomlar ve (ortam) oksijen çözümde oluşturulan lipid karışımı ekleyerek temin edilmiştir. Lipozomlar sonra seyrek 6-mercaptohexanol otomatik olarak birleştirilmiş bir monolayer ile kaplı bir yarı saydam yumușak altın elektrot üzerinde adsorbe. Son olarak, elektrot bir basit Spektroelektrokimyasal hücre (şekil 1B) altta monte edilir. Quinone havuzu Redoks durumu elektrokimyasal kontrol sağlar bir esnek tetiklemek için veya pH duyarlı boya proton translocation tarafından bir sonucu olarak lipozomlar Lümen içinde pH değişiklikleri izlemek için kullanıldığı gibi her an enzimatik reaksiyon durdurmak için enzimler. Bir ikinci, lipid bağlı floresan boya, boyutu ve bireysel lipozomlar hacmi floresan yoğunluğu belirlenebilir ve enzim proton pompalama aktivitesi miktar kullanılarak böylece. Bu tekniği kullanarak, sitokrom bo3 molekülleri hızla proton sebep kuvvet kalır bir spontan kaçak durumuna girebilmesi için özellikle bulduk. Bu makalenin amacı tek lipozom ölçümleri ayrıntılı teknik tanıtmaktır.