Summary

Fibröz Proteinler gerin ve Tedbir Roman Yerçekimi Kuvveti Spektrometresi kullanır gösterilmesi

Published: March 19, 2011
doi:

Summary

Bu amaç, işletme ve roman yerçekimi kuvveti spektrometresi temsilcisi sonuçları gösteren bir adım adım kılavuz.

Abstract

Makromoleküler yapısının çalışmada, moleküler mekanizmaları ve fonksiyon aydınlatılması için kritik hale gelmiştir. Proteinlerin yapısal özellikleri kuvvet bağımlılığı test etme yeteneğine sahip, sınırlı, ama önemli birkaç bioinstruments vardır. Ölçeği araştırmacılar, nükleik asitler, enzimler ve yaşam sürdürme çalışma yapan motor protein molekülleri, nanomechanical dünyaya eş ne ​​kadar doğru bir sınırlama parametre olmuştur. Atomik kuvvet mikroskobu (AFM), elektron mikroskobu ile eşit bir mesafe çözünürlüğü ile lifli proteinler doğal yapıları belirlemek için ayarlanmıştır. Ancak, AFM kuvvet çalışmaları, güçleri genellikle tek bir molekülün daha yüksek 1, 2 yaşayabilirsiniz. Optik tuzakları (OT), tuzağa boncuk arasındaki göreceli mesafeyi belirleyen çok iyi ve çok küçük kuvvetlerle 3 aktarabilir . Ancak, bu çalışma kapsamında moleküllerin doğru mutlak uzunluk vermeyecektir. Moleküler simülasyonlar, bu tür deneylere destekleyici bilgileri sağlar, ama aynı büyük moleküler boyutlarda, uzun zaman dilimlerini, sap ve destekleyen diğer kanıtlar 2, 4 yokluğunda bazı araştırmacılar, ikna yeteneği sınırlıdır.

Yerçekimi kuvveti spektrometresi (GDS) yeteneklerinin benzersiz bir kombinasyonu sunarak bir araştırmacının cephanelik kritik bir boşluğu doldurmaktadır. Bu cihaz genellikle% 98 veya daha yüksek doğruluk femtonewton aralığı nanonewton aralığı ile güçlerini üretme yeteneğine sahiptir. Mesafe ölçümleri şu anda aşağı beş nanometre ve hassas optik yakalamak için benzer bir göreceli boncuk çifti ayırma mesafeleri mutlak moleküler uzunluğu çözme yeteneğine sahiptir. Ayrıca, GFS germe veya kuvvet denge yakın olduğu uncoiling belirlemek veya ölçülen herhangi bir yapısal değişikliklere karşı yan yana getirmek kademeli güç sağlamak. Bu fizyolojik kuvvet yükleri 2 maddesi uyarınca olayları uncoiling kaç amino asit kalıntıları yer belirlemek için bile mümkün. GFS aksine, herhangi bir tahlil önce kapsamlı bir gücü kalibrasyon var, diğer yöntemler gibi kuvvet kalibrasyonu 5 gerektirir. Güçlü diğer yöntemleri tamamlayıcı olarak, GDS hayati proteinlerin ve diğer makromoleküllerin nanomekanik anlayış boşlukları arasında köprü olacak.

Protocol

Roman GFS Yapılandırma Giriş Düzenli bir ışık mikroskobu, bir ekvatoral montaj, kamera ve bilgisayar [Şekil 1]: GFS birkaç temel bileşenleri içerir. Örnek tutan kapalı bir akış hücre odası GFS tasarımına göre vazgeçilmezdir. Işık mikroskobu kapsamında uzayda farklı yönlerde döndürülebilir, böylece ekvatoryel kundak üzerine monte edilir. Bu yetenek, statik ağırlık vektör yerçekimi kuvveti örnekleri piconewton menzilli kuvvet yükleri aktarabilir örnekleri, …

Discussion

Dijital eşiklenir bir temsili bir film dönüştürürken, bu, video, her çerçeve içinde aynı bölgede korumak için eşiklenir bir görüntü için çok önemlidir. , Bir boncuk çifti boncuk birbirlerinden bağımsız hareket nedeniyle, eşiklenir alanlarda herhangi bir sürüklenme boncuk sentroidler arasındaki izafi mesafeleri önemli bir hata da sürüklenme ve tanıtmak için neden olabilir. Eşik alanı kontrol 5 nm 26 nm mesafe ölçümlerinde hata beş kat azalttı. Ayrıca, mesafe ve kuvvet değerleri ve…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu malzeme, çalışma, Ulusal Bilim Vakfı Hibe No: 0842736 altında tarafından desteklenen dayanmaktadır.

Materials

Material Name Type Company Catalogue Number Comment
3-Aminopropyltriethoxysilane   Poly Sciences 919-30-2  
Acetone   Fisher Scientific A18P-4  
Pyridine   Sigma Aldrich 110-86-1  
Glutaraldehyde   Fisher Scientific G7776  
Glycine   Research Organics BP381-1  
Tris   Sigma 9682T  
Sodium azide   Amresco 71289  
BSA   Sigma Aldrich AMR-0332-100G  
NaCl   Sigma S7653  
EDTA   MSI E9884  
Nitrocellulose   Sigma 60443  
N-N Dimethyl Formamide   Extracted from Large New D4254  
Rabbit skeletal myosin II   Zealand White Rabbits (7-8) NA  
MF30 antibody (9-10)   Developmental Studies MF30  
MF20 antibody (6)   Hybridoma Bank MF20  
Lab microscope   Boreal WW57905M00  
Equatorial mount   Celestron CG-5  
Digital video cam   Sony XCDV60  
Caliper release   Cabelas IA-415482  
Compression spring   Jones Spring Co. 723  
Extension spring   Jones Spring Co. 770  
ImageJ   NIH NA  
Fire-i drivers & application   Unibrain 3.80  
Excel   Microsoft NA  

References

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

Play Video

Citer Cet Article
Dunn, J. W., Root, D. D. Demonstrating the Uses of the Novel Gravitational Force Spectrometer to Stretch and Measure Fibrous Proteins. J. Vis. Exp. (49), e2624, doi:10.3791/2624 (2011).

View Video