原子間力顕微鏡によるタンパク質高分解能イメージング技術の開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09680657
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 古野 泰二 慶應義塾大学, 医学部, 助教授 (00165490)
• Keywords: タンパク質2次元結晶 / 原子間力顕微鏡 / AFM

Research Abstract

タンパク質など生体分子の原子間力顕微鏡(AFM)観察には多くの困難がつきまとう。タンパク質は柔らかく,かつ基板への固定が難しいことがその主原因である。本研究では収束電子線を用いて作製した先鋭なカーボンティップ(スーパーティップ)を使用し,タンパク質2次元配列および単一分子の高分解能イメージング法を開発する。
水中AFMでは,キャピラリ力の消失により表面摩擦が減少し,像分解能の向上が期待できる。気水界面を利用してタンパク質の2次元結晶(集合体)を作成し,シリコンウエハに転写した。今年度は主として,水中スキャナおよびスーパーティップを使って,コンタクトモードでの水中AFMイメージングを試みた。
スーパーティップAFMにより,フェリチンおよびカタラーゼの2次元結晶を水中で高分解能イメージングできた。大気中の像と比べて明らかに高分解能であり,配列と分子形状を明瞭に認識できた。水中イメージングにおいてもスーパーテイップが有効であることを確認した。スーパーティップ作製条件についても検討し,作製時に発生するカンチレバ-の反りを防ぐ方法を見いだした。
スーパーティップAFMにより,水溶性タンパク質2次元配列の水中イメージングの可能性が明らかとなったが,AFMを実際のタンパク質研究で使うには,単一分子のイメージングが重要と考えられる。そこで,タンパク質2次元配列に対して,タッピングモード水中イメージングの試みを開始した。今のところ,コンタクトモードに比べると分解能ははるかに低いが,走査パラメタなどの検討により今後改善したい。

Research Products

• [Publications] T.Furuno: "Imaging two-dimensional arrays of soluble proteins by atomic force microscopy in contact mode using a sharp supertip" Ultramicroscopy. 70・3. 125-131 (1998)
• [Publications] 古野泰二: "SEMとAFMで使えるネガティブ染色" 生物物理. 37・6. 265-266 (1997)