Direct force measurement of the interaction between liposome and the C2A domain of synaptotagmin I using atomic force microscopy
저자
발행사항
Seoul : Graduate School, Yonsei University, 2007
학위논문사항
학위논문(석사)-- Graduate School, Yonsei University : Dept. Mechanical Engineering 2007.2
발행연도
2007
작성언어
영어
주제어
발행국(도시)
서울
형태사항
x, 62장 : 삽도 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: Hyo Il Jung
소장기관
원자현미경(Atomic force microscope)은 캔틸레버에 부착된 미소한 팁을 시료위에서 움직여 그 팁의 미세한 움직임으로 시료의 표면을 관찰할 수 있는 현미경이다. 원자현미경은 수용액상태의 생물학적 분자의 시료뿐만 아니라 분자간의 반응도 직접적으로 관찰할 수 있다. 그 결과, 원자현미경은 DNA, 단백질 그리고 리포좀과 같은 생물학적 분자와 관련된 여러 연구에 광범위하게 사용되고 있다.이 논문에서는 원자현미경을 이용하여 리포좀과 C2A 단백질간의 결합력을 직접 측정하였다. 리포좀은 인공적으로 제조되어 L1 센서칩위에 고정되며 C2A 단백질은 SP FF 칼럼을 이용하여 티올기(SH기)와 결합시킨다. 티올기와 결합한 C2A단백질은 금이 코팅된 캔틸레버의 팁상에 티올기와 금분자간의 자기조립단일막(Self assembled monolayer)의 형성과정을 거쳐 고정된다. 수용액상태에서 칼슘이온을 매개로 하여 C2A단백질과 리포좀이 결합을 하며 이 결합의 힘을 원자현미경으로 직접 측정하였다.C2A단백질과 리포좀의 평균적 결합력은 306(±57) pN 이며 C2A가 존재하지 않는 처리되지 않은 캔틸레버의 경우는 58(±16) pN 의 결합력이 측정되었다. 이 연구의 결과로써 생물학적 분자와 관련된 연구에 있어서 원자현미경의 유용함을 확인할 수 있었으며 리포좀과 단백질간의 생화학적 결합을 분석 및 측정하는 새로운 방법을 제시하였다. 나아가 원자현미경이 세포자살단계의 세포의 표면에 대한 검출능력을 가진 특정 단백질의 설계에도 응용될 수 있음을 확인하였다.
더보기Atomic force microscope (AFM) moves a sharp tip attached to a soft cantilever over a surface and records deflections of the tip that correspond to the surface topography. When operated in physiological solutions, an AFM allows biomolecules to be observed in their native environment. In addition, the AFM allows conformational changes to be observed and molecular interactions to be measured directly. As a result, AFM is widely used for the researches related to the biomolecules such as DNA, proteins, and liposomes.In this report, the binding force between a liposome and the C2A domain of synaptotagmin I was determined by an atomic force microscopy. Liposomes were artificially fabricated and immobilized on the surface of the L1 sensor chip. The C2A domains and the sulfhydral group were combined chemically using the SP FF column. As a result, the C2A domains which recognize phosphatidylserine by calcium ions were conjugated onto a gold-coated cantilever tip using the formation of self assembled monolayer by sulfhydral group.Using the method of force curve measurement of AFM, the interaction force between the liposome and C2A domain was directly measured. The average interaction force between the C2A domain and the liposome was 306 (± 57) pN while the force between untreated cantilever and the liposome was 58 (± 16) pN.This experiment shows us that AFM can be used usefully for the researches related to biomolecules. Also, the experimental findings of this work will help understand the physicochemical interactions between proteins and lipid vesicles and for the design of high affinity protein probes against the apoptotic cell surface.
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