原子間力顕微鏡を用いた単一高分子鎖の相転移における力学緩和の測定

使用原子力显微镜测量单个聚合物链相变过程中的机械松弛

基本信息

  • 批准号:
    13740251
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.28万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では、原子間力顕微鏡が本質的にもっている高空間・時間分解能を利用して、単一高分子鎖のダイナミクスを計測する方法を確立し、合成高分子やタンパク質の構造転移における動的挙動を調べることを目的としている。前年度に引き続き、球状タンパク質として、力-延伸特性が良く分かっているウシ由来炭酸デヒドラターゼの変異体を用いて、アンフォールディング近傍にタンパク質一分子の交流変位応答を測定した。その結果、活性をもつ天然型のタンパク質では、部分的な構造のアンフォールドとリフォールドに対応する力学応答が観測され、一方で、活性をもたず構造が緩い分子では、ゴム弾性に相当する単調な応答のみが観測されることが分かつた。本研究結果は、Biochem. Phys.に現在投稿中である。原子間力顕微鏡(AFM)の一分子測定を発展させる過程で、これまで液中では不可能と思われてきた自励発振技術を、液中でも安定に動作させられることを見つけた。この新しい周波数変調(FM)法に基づく液中用AFM装置の接触力は数10pNであり、世界最高レベルの液中イメージングが可能であることが分かった。特に、FM法は走査速度の制限を受けない点で従来の液中測定装置よりも優れており、今後、本方法が液中観察の標準的な方法になると期待される。自励発振型のAFM装置を用いて、雲母基板に固定処理を全く施していない繊維状タンパク質(タウタンパク質)の液中イメージングを行った。その結果、生体分子をほとんど変形させないほど弱い接触力でイメージングが可能であることが分かり、また、また度重なるイメージングにおいてもタンパク質分子が破壊されないことが分かった。この結果から、生理条件下における任意の生体分子の"真"の構造を高分解能で観察できる可能性が示唆された。
In this study, we established a method to measure the structural shift of polymer chains by using high spatial and temporal resolution energy of atomic force micromirrors. In the past year, the properties of carbon dioxide, carbon dioxide and carbon dioxide were determined. As a result, the activity of the natural type of the structure of the natural type of the natural type of The results of this study are published in Biochem. Phys. Atomic Force Microscopy (AFM) is a molecular measurement technology that can be used to detect and detect molecules in aqueous solutions. The contact force of AFM device in liquid medium with FM method is 10 pN, the highest in the world. In particular, the FM method is a standard method for in-liquid detection, which is subject to the limitation of speed. Self-excited vibration type AFM device is used in the process of fixing mica substrate, and the liquid phase of mica substrate is completely processed. As a result, the biological molecule can be divided into two parts: one part is weak contact force, the other part is weak contact force, the other part is weak contact force. The result is that the structure of any biological molecule under physiological conditions is highly decomposed and the possibility of detection is demonstrated.

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
H.Sekiguchi, H.Arakawa, T.Okajima, A.Ikai: "Non-destructive force measurement in liquid using atomic force microscope"Applied Surface Science. (印刷中). (2002)
H.Sekiguchi、H.Arakawa、T.Okajima、A.Ikai:“使用原子力显微镜进行液体中的无损力测量”应用表面科学(2002 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Yamada, H.Arakawa, T.Okajima, T.Shimada, A.Ikai: "Use of AFM for imaging and measurement of the mechanical properties of light-convertible organelles in plants"Ultramicroscopy. 91. 261-268 (2002)
T.Yamada、H.Arakawa、T.Okajima、T.Shimada、A.Ikai:“使用 AFM 对植物中光转换细胞器的机械特性进行成像和测量”超声显微镜。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Okajima, H.Arakawa, M.T.Alam, H.Sekiguchi, A.Ikai: "Dynamics of Partially Extended Single Protein Molecules Observed by Atomic Force Microscopy"Protein Science. 11・S1. 135 (2002)
T.Okajima、H.Arakawa、M.T.Alam、H.Sekiguchi、A.Ikai:“通过原子力显微镜观察到的部分延伸的单一蛋白质分子的动力学”《蛋白质科学》11・S1。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
岡嶋孝治(分担): "原子・分子のナノ力学 8.生体高分子のナノ力学(猪飼、荒川、岡嶋) 9.自励発振法を用いた液中観察用原子間力顕微鏡(岡嶋、荒川、猪飼)"丸善株式会社. 200 (2003)
Koji Okajima(贡献者):“原子和分子的纳米力学 8. 生物聚合物的纳米力学(Ikai、Arakawa、Okajima) 9. 使用自振荡方法进行水下观察的原子力显微镜(Okajima、Arakawa、Maruzen Co., Ltd. 200( 2003)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
岡嶋孝治, 荒川秀雄, M.T.Alam, 関口博史, T.Wang, 猪飼篤: "動的AFM法による球状タンパク質の力学応答"日本物理学会第57回年次大会講演概要集. 57,1. 317-317 (2002)
Koji Okajima、Hideo Arakawa、M.T.Alam、Hiroshi Sekiguchi、T.Wang、Atsushi Ikai:“动态 AFM 方法的球状蛋白的机械响应”日本物理学会第 57 届年会论文集 57,1。 (2002)
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