1998 Fiscal Year Annual Research Report
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
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09680657
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
古野 泰二 慶應義塾大学, 医学部, 助教授 (00165490)
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| Keywords | 原子間力顕微鏡 / AFM / タッピングモード / スーパーティップ / イメージング / タンパク質2次元結晶 |
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| Research Abstract |
本研究の目的はタンパク質などの柔らかい生体分子を水中で原子間力顕微鏡(AFM)観察するための技術を開発することである。
すでにこれまでの研究において,収束電子線を使って成長させた先鋭なカーボンティップ(スーパーティップ)を用いて,水溶性タンパク質の2次元配列を高分解能でイメージング可能であることを示した。ところが,コンタクトモードの測定では走査中のティップが試料に与える横方向の力が大きく,1分子のイメージングは不可能であった。
本年度はこの問題を解決すべく,水溶性タンパク質の水中タッピングAFMイメージングについて研究を行った。これまで水中タッピングモードでは,マイカ基板上のDNAやタンパク質との複合体の測定には,ばね定数が〜0.1N/m程度の比較的柔らかいカンチレバーを用い,10kHz程度の共振周波数で走査すると比較的良い結果が得られるとされてきた。そこで,同様の条件でスーパーティップを用いて,カタラーゼ2次元結晶のイメージングの可能性を探った。ところがこのように柔らかいカンチレバーを用いた場合,弱い力(小さな振幅)でイメージングを試みたとしても,2次元結晶すらも再現性よくイメージすることができなかった。これはカンチレバーが柔らかいために,熱振動によるティップ先端の不規則な運動が大きく影響したためと考えられる。
そこで発想を転換し,柔らかい試料に対しても硬いレバーを用い,熱振動の影響を減らしてフィードバックの精度を上げることで問題解決を試みた。その結果,カタラーゼの2次元結晶に対しては,柔らかいレバーを用いてコンタクトモードで得られる最善の像とほぼ同等の画像を得ることができた。
今後はさらに検討を加えながら,タッピングモードによる水溶性タンパク質1分子の形状解析の可能性を追求する。
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