2018 Fiscal Year Research-status Report
かぎりなくタンパク質に優しい高速原子間力顕微鏡の開発
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17K19042
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
山本 大輔 福岡大学, 理学部, 教授 (80377902)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武藤 梨沙 福岡大学, 理学部, 助教 (10622417)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 走査プローブ顕微鏡 / ナノバイオ / 蛋白質 / 原子間力顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高速原子間力顕微鏡測定において、探針から試料に与える擾乱を限りなく低減させるための測定法の開発を行った。昨年度までに明らかになった、本測定法において高速原子間力顕微鏡のフィードバック制御が不安定になる原因を特定した。この知見をもとに信号検出システムならびに高速原子間力顕微鏡装置の構成を一部見直すことで、大幅にフィードバック制御の安定性を向上させることができた。これにより、硬いマイカ基板のみならず、柔軟なタンパク質に対しても安定的に測定を行うことが可能となった。本測定法を用いて、ダブルリング構造を形成するタンパク質であるGroELの測定を行った。通常のタッピングモードによる高速原子間力顕微鏡測定では、GroELのダブルリング構造を保ったまま長時間測定することが困難であったのに対して、本手法による測定では、GroELのダブルリング構造を破壊することなく長時間測定することが可能であった。この結果は本測定法においては探針から試料に与える擾乱が従来の方法と比較して非常に少ないことを意味し、本測定法がタンパク質測定に対して有効性が高いことが示唆された。一方で、本測定法では高速原子間力顕微鏡のフィードバック速度が従来のタッピングモードと比較して低く、1 frame/sec以上の高速測定は現状では困難であることが分かった。また、昨年度までに計算で得られた探針と試料との間に働く力の値が妥当であるか検証するため、シミュレーションにより得られたカンチレバーの応答信号特性と実際のカンチレバーの応答信号特性を比較した。この結果、両者の間で信号応答特性にずれが認められるものの、大まかには類似していることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
信号検出システムならびに高速原子間力顕微鏡装置を一部見直すことで、大幅に測定の安定性を向上させることができた。これによって高速原子間力顕微鏡測定に対して脆弱なタンパク質であるGroELを長時間安定に測定することに成功したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
GroELのみならずさまざまなタンパク質分子を測定し、本測定法が多くのタンパク質の1分子ナノ構造測定に対して有効性が高いことを示す。また、高速原子間力顕微鏡測定におけるフィードバック速度が本測定法において低下する原因を特定し、高速化への方向性を探る。
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| Causes of Carryover |
本年度は高速原子間力顕微鏡フィードバックの安定性の向上に注力し、カンチレバーの消耗が少なかったため、本年度中に全額を使用しなかった。次年度はタンパク質試料の測定を多く行う予定であるため、試料作製のための消耗品やカンチレバーなどの購入に使用する計画である。
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[Presentation] X-ray structure of the type-I reaction center from Heliobacterium modesticaldum at 3.2 Å resolution2018
Author(s)
T. Nakaniwa, R. Mutoh, K. Fushimi, A. Yasuda, T. Mizoguchi, H. Tamiaki, C. Azai, H. Tanaka, S. Itoh, H. Oh-oka, G. Kurisu
Organizer
第56回日本生物物理学会年会
Invited
