Демонстрация Использование Роман спектрометр группы Гравитационные Протянуть и Мере волокнистых белков
Summary
Это шаг за шагом руководство показывает цель, эксплуатации и репрезентативные результаты из романа гравитационного спектрометра силу.
Abstract
Исследование макромолекулярных структуры стало критическим для выяснения молекулярных механизмов и функций. Есть несколько ограничен, но важно bioinstruments способны тестирования силу зависимости структурных особенностей в белках. Шкала была предельным параметром от того, насколько точно исследователи могут заглянуть в наномеханические мире молекул, таких, как нуклеиновые кислоты, ферменты и моторных белков, которые выполняют поддержания жизни работу. Атомно-силовая микроскопия (АСМ) хорошо настроены, чтобы определить родной структуры волокнистых белков с расстояния разрешение на одном уровне с электронной микроскопии. Тем не менее, в АСМ исследования силы, силы, как правило, намного выше, чем одной молекулы могут возникнуть 1, 2. Оптические ловушки (OT) очень хороши при определении относительного расстояния между ловушке бисером, и они могут придать очень малыми силами 3. Тем не менее, они не дают точных абсолютных длин молекул в стадии изучения. Молекулярное моделирование обеспечить вспомогательная информация для таких экспериментов, но они ограничены в способности обрабатывать же больших молекулярных размеров, длинные сроки, и убедить некоторые исследователи при отсутствии других подтверждающих документов, 2, 4.
Силы гравитационного спектрометра (GFS) заполняет нишу в критическом арсенал следователя, обеспечивая уникальное сочетание способностей. Этот прибор способен генерировать сил как правило, с 98% или большей точностью из диапазона femtonewton в диапазоне nanonewton. Измерения расстояний в настоящее время способны решить абсолютной молекулярной длиной до пяти нанометров, и относительная бусинка пара разделение расстояния с точностью, похожа на оптической ловушке. Кроме того, GFS может определить, растяжение или разматывание, где сила вблизи равновесия, или предоставить градуированной силы противопоставить против любых измеряемых структурных изменений. Возможно даже, чтобы определить, сколько аминокислотных остатков, которые участвуют в раскручивании событий в физиологических перегрузок 2. В отличие от других методов, где есть обширные калибровки сила, которая должна предшествовать любой анализ, GFS не требует такой калибровки силы 5. Дополняя сильные стороны других методов, GFS будет восполнить пробелы в понимании наномеханики жизненно белков и других макромолекул.
Protocol
Discussion
При конвертировании фильма в цифровом thresholded представление, оно имеет решающее значение для thresholded изображение для поддержания той же области в каждом кадре видео. Из бисера в бисер пары движутся независимо друг от друга, любой дрейф в thresholded области могут также вызвать относительные р?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Этот материал основан на работе, при поддержке Национального научного фонда под грант № 0842736.
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
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Kellermayer, M. S. Z. Visualizing and manipulating individual protein. Molecules Physiol. Meas. 26, R119-R153 (2005).
- 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).
- 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. Biochemistry. 9, 886-893 (1970).
- Root, D. D., Stewart, S., Xu, J. Dynamic docking of myosin and actin observed with resonance energy transfer. Biochemistry. 41, 1786-1794 (2002).
- Xu, J., Root, D. D. Conformational Selection during Weak Binding at the Actin and Myosin Interface. Biophys. J. 79, 1498-1510 (2000).
- 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).
