高感度走査プローブ法による生体分子間相互作用の1分子検出

使用高灵敏度扫描探针方法单分子检测生物分子相互作用

基本信息

批准号：
00J01838
负责人：
曽和義幸
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、1分子レベルで生体分子間に働く力を計測し、分子認識・機能発現のメカニズムに迫ることを目的としている。今年度は、ナトリウム駆動型べん毛モーター1個の力学特性を計測することを目的とした。べん毛モーターの回転を調べるため、べん毛繊維にプローブとして微小なビーズを結合させ、その回転運動を高感度計測した。次に、ビーズとべん毛繊維の粘性抵抗を計算することで発生トルクを見積もり、モーターの基本特性であるトルク-スピードの関係を計測することができた。モーターには複数個の分子が関与していることが予想されている。阻害剤を加えることで関与する分子群を変化させたときの出力特性の変化を計測し、相互作用している分子の数を特定した。これらのデータは、大腸菌などが持つプロトン駆動型べん毛モーターの特性と良く一致し、基本的な回転メカニズムが共通であることを明らかにした。また、外液のナトリウム濃度を変化させることで入力エネルギーを変調し、出力特性を計測した。この結果は、絶対的なイオンの濃度が回転速度に影響すると仮定したモデルで良く再現することができた。つまり、イオンはイオン駆動力の一部(濃度勾配がエネルギーに変換されている)として使われるのではなく、イオンとモーター分子が相互作用する過程が回転の素過程の一つになっていることを明らかにしたと言える。今後は、べん毛モーターの回転運動の精密な解析や、様々な条件での出力特性を計測することで、タンパク質間やタンパク質-イオン間の分子認識、エネルギー変換のメカニズムについて考察することが必要となるであろう。

在这项研究中，目的是测量在单个分子水平上生物分子之间工作的能力，并接近分子识别和功能表达的机制。今年，目的是测量一个钠驱动的头发电动机的机械特性。为了检查发动机的旋转，将小珠子组合为对头发纤维的探针，并测量了旋转运动。接下来，通过计算珠子和头发纤维的粘度抗性，可以估计发生扭矩并测量扭矩速度关系，这是电动机的基本特征。预计电机中有多个分子参与。当添加抑制剂所涉及的分子群以及相互作用的分子数量时，输出特征的变化被鉴定出来。这些数据清楚地与大肠杆菌等质子驱动的头发电动机的特性相匹配，并澄清了基本的旋转机制很常见。另外，通过改变外部流体的钠浓度并测量输出特性来调节输入能量。该结果通过假定的模型很好地复制了绝对离子浓度会影响旋转速度。换句话说，离子不被用作离子驱动力的一部分（将浓度梯度转换为能量），但是相互作用的离子和运动分子的过程是旋转原始过程之一。。将来，有必要考虑蛋白质，蛋白质离子和能量转化机制之间的BE运动旋转运动的精确分析，并通过测量各种条件下的输出特性。