2014 Fiscal Year Annual Research Report
液中原子間力顕微鏡による揺動する分子鎖の３次元立体構造のサブナノスケール計測
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14J01408
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
稲田 なつみ 金沢大学, 自然科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 原子間力顕微鏡 / 液中分子分解能観察 / エチレングリコール / 界面現象 / 自己組織化膜 / タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、タンパク質/水界面で揺動するナノスケールの末端部位(分子鎖)の3次元分布を計測する3D-SFM手法を確立することである。これに対し本年度は以下のことに取り組んだ。
1. 3D-SFMによってナノ分子鎖を定量的に計測できるか検証するための評価モデルの調製方法を検討した。まずナノ分子鎖としてオリゴエチレングリコール末端自己組織化膜(OEG-SAM)を用い、ベースにOH末端自己組織化膜(OH-SAM)を用いた評価モデルを考えた。孤立分子鎖の観察が可能な分子鎖密度になるよう調製方法を検討し、液中3D-SFM計測を行った。その結果、ベースについてはOH-SAMの周期構造がサブナノスケールで可視化され、ナノ分子鎖については大きく傾いた状態で揺らいでいるEG鎖の可視化に成功した。
2. 3D-SFM計測および3次元データ解析プログラム開発の検討を行った。3次元の周波数シフト情報や力情報を可視化するソフトウェアにより、孤立したOEG分子鎖の構造やダイナミクスの議論が可能になった。またOEG鎖の変形を議論するため、力情報をエネルギー情報に変換する解析プログラムの開発を行っている。
3. SN比が低く力感度の高いカンチレバーであるAC55(Olympus)による高分解能計測を考えた。しかしAC55はカンチレバーの励振効率が低いという問題があったため、光熱変換層をカンチレバーに導入することを検討した。その結果、励振効率が約3倍に向上し、表面構造および水和構造が高分解能計測され、得られる力情報のノイズも減少した。光熱変換層を導入したAC55によるナノ分子鎖の高分解能計測が期待される。
以上の結果により、3D-SFMがナノスケールの分子鎖を計測および解析できることを実証し、高分解能計測を検討することで、最終目的であるタンパク質末端部位の3D-SFM計測の可能性を示せた。
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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
3D-SFMによって孤立したOEG鎖をサブナノスケールで可視化できることを実証し、その計測および解析に必要なプログラムや高感度カンチレバーの開発を実現できたため。立体配置を制御した評価モデルについては合成が必要なため評価計測にいたっていないが、合成システムを立ち上げたため、来年度の課題として取り組む。
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| Strategy for Future Research Activity |
立体配置の違いを計測可能か検証する評価モデルの構築と計測を行い、実際の系に近いペプチド鎖モデルの3次元計測についても検討する。またMDシミュレーションによる計算結果とAFM測定結果を比較し、探針走査による影響を見積もる。
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Research Products
(5 results)
