Name: insights into the interactions of amino acids and peptides with inorganic materials using single-molecule force spectroscopy
Uploaded: 2017-03-06T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Insights into the Interactions of Amino Acids and Peptides with Inorganic Materials Using Single-Molecule Force Spectroscopy at JoVE.com

This work was supported by the Marie Curie International Reintegration Grant (EP7). P. D. acknowledges the support of the Israel Council for Higher Education.

1. İpucu Modifikasyon <ol><li> Satınalma silisyum nitrür (Si 3 N 4) silikon uçları ile AFM dirsekleri (~ 2 nm nominal konsol yarıçapı). </li><li> 20 dakika boyunca, susuz etanol içinde daldırma her AFM konsol temizleyin. Oda sıcaklığında kurutun. Daha sonra 5 dakika boyunca O 2 plazmaya maruz bırakılmasıyla konsol davranın. </li><li> 15 oranında (3 cm) ihtiva eden bir çözelti metiltrietoksilan ve 3- (aminopropil) trietoksisilan, yukarıda Temiz ipuçlarını askıy...

Protokolde 1.3, 1.4 ve 1.7 detaylı özenle ve çok hassas bir şekilde yapılmalıdır Adım. adım 1.3, uç silan karışımı ile silanizasyon işlemi bir inert atmosfer (nemsiz) içinde yapılmalıdır temas etmemelidir. 45 Bu çok tabakalı oluşmasını önlemek için ve silan moleküller nemi kolayca mevcudiyetinde hidrolize için yapılır. 45 Aşama 1.4, sıcaklık ve zaman düzgün bir şekilde muhafaza edilmelidir. adım 1.5 başlama...

proteinler ve inorganik mineraller arasındaki etkileşim ayırt edici özelliklere sahip kompozit malzeme yapısına yol açar. Bu yüksek mekanik mukavemet ve eşsiz optik özellikleri olan malzemeler içerir. Örneğin, 1, 2, maden hidroksiapatit protein kollajen kombinasyonu, farklı işlevler için yumuşak ya da sert kemik ya oluşturur. 3 Kısa peptitler de yüksek özgüllük ile inorganik maddeler bağlayabilirsiniz. 4, bu peptidlerin 5, 6 özgüllük, kristaller, 9 nano yapılı malzemeler imal, 8, 7, yeni manyetik ve elektronik malzeme tasarımında büyütmek için kullanılmaktadır 10 ve sentezleme nanopartiküller. 11 Bu nedenle bize geliştirilmiş adsorptif özellikleri olan yeni kompozit malzemeler tasarlamak sağlayacak peptidler veya proteinler ve inorganik maddeler arasındaki etkileşimleri altında yatan mekanizma anlamak. bir bağışıklık tepkisi ile implant interfaz proteinleri aracılık beri ek olarak, daha iyi inorganik maddelerle proteinlerin etkileşimlerini anlamak implantları tasarım yeteneğimizi artıracak. İnorganik yüzeyler ile etkileşim proteinleri içeren diğer önemli alan zehirli maddelerin imalatı olduğunu. 12, 13, 14, 15 Biyolojik kirlilik organizmalar, bir yüzeye eklemek hangi istenmeyen bir işlemdir. Bu bizim hayatımızın birçok zararlı etkileri vardır. Örneğin, tıbbi cihazlarda bakteri biyolojik kirlenme hastane kaynaklı enfeksiyonların yol açar. teknelerle büyük gemilerde deniz organizmalarının biyolojik kirlenme artar<html> yakıt tüketimi. 12, 16, 17, 18 Tek moleküllü kuvveti Spektroskopisi (SMFs), bir AFM yoluyla doğrudan bir amino asit ya da bir alt-tabaka ile bir peptid arasındaki etkileşimi ölçebilir. Bu faj gösterimi, 27, 28 olarak 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 başka yöntemler kuartz kristali mikro-(QCM) 29 veya yüzey plazmon rezonans (SPR) 29, 30, 31, 32,ref &quot;&gt; 33 ölçü toplu olarak, inorganik yüzeylere peptidlerin ve proteinlerin etkileşimleri. 34, 35, 36 Bu durum, bu yöntem ile elde edilen sonuçlar molekül veya agrega toplulukları ilgili olduğu anlamına gelir. SMFs olarak, bir ya da çok az moleküller AFM ucuna sabitlenir ve istenen alt-tabaka ile etkileşimleri ölçülür. Bu yaklaşım yüzeyinden proteini çekerek protein katlanmasını incelemek için genişletilebilir. Buna ek olarak, hücreler ve proteinler ve bunların ligandlarına antikorların bağlanma arasındaki etkileşimi ölçmek için kullanılabilir. 37, 38, 39, 40 Bu kağıt silanol kimyası kullanılarak AFM ucu peptid veya amino asit ya takmak için nasıl ayrıntılı olarak anlatılmaktadır. Buna ek olarak, kağıt kuvvet ölçümleri gerçekleştirmek için nasıl ve analiz açıklarSonuçlar.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="638">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="173">
			<td height="173" style="height:173px;width:164px;">Silicon nitride (Si3N4) AFM cantilevers with silicon tips</td>
			<td style="width:147px;">Bruker (Camarilo, CA, USA)</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;">MSNL10, nominal cantilevers radius ~2 nm&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="106">
			<td height="106" style="height:106px;width:164px;">Methyltriethoxysilane&#160;</td>
			<td style="width:147px;">Acros Organics (New Jersey, USA)</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;">For Silaylation of the AFM tip&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="106">
			<td height="106" style="height:106px;width:164px;">3-(Aminopropyl) triethoxysilane</td>
			<td style="width:147px;">Sigma-Aldrich (Jerusalem, Israel)</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;">Used for tip modification&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="106">
			<td height="106" style="height:106px;width:164px;">Triisopropylsilane</td>
			<td style="width:147px;">Sigma-Aldrich (Jerusalem, Israel)</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;">Used for tip modification</td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;width:164px;">N-Ethyldiisopropylamine</td>
			<td style="width:147px;">Alfa-Aesar (Lancashire, UK)</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;">Used for tip modification</td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;width:164px;">Triethylamine</td>
			<td style="width:147px;">Alfa-Aesar (Lancashire, UK)</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;">Used for tip modification</td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;width:164px;">Piperidine</td>
			<td style="width:147px;">Alfa-Aesar (Lancashire, UK)</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;">Used for tip modification</td>
		</tr>
		<tr height="232">
			<td height="232" style="height:232px;width:164px;">Fluorenylmethyloxycarbonyl-PEG-N-hydroxysuccinimide&#160; (Fmoc-PEG-NHS)</td>
			<td style="width:147px;">Iris Biotech GmbH (Deutschland, Germany)</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;">Used as the covalent flexible linker&#160; (MW = 5000 Da)</td>
		</tr>
		<tr height="253">
			<td height="253" style="height:253px;width:164px;">2-(1H-benzotriazol-1-yl)-1,1,3,3,-tetramethyluronium hexafluorophosphate (HBTU)</td>
			<td style="width:147px;">Alfa Aser (Heysham, England)</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;">Used as a coupling reagent.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="148">
			<td height="148" style="height:148px;width:164px;">N-methyl-2-pyrrolidone (NMP)</td>
			<td style="width:147px;">Acros Organics (New Jersey, USA)</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;">Used as Solvent in Tip modification procedure</td>
		</tr>
		<tr height="148">
			<td height="148" style="height:148px;width:164px;">DMF (dimethylformamide)</td>
			<td style="width:147px;">Merck (Darmstadt, Germany)</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;">Used as Solvent in Tip modification procedure</td>
		</tr>
		<tr height="106">
			<td height="106" style="height:106px;width:164px;">Trifluoro acetic acid (TFA)</td>
			<td style="width:147px;">Merck (Darmstadt, Germany)</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;"></td>
		</tr>
		<tr height="106">
			<td height="106" style="height:106px;width:164px;">Acetic anhydride</td>
			<td style="width:147px;">Merck (Darmstadt, Germany)</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;"></td>
		</tr>
		<tr height="106">
			<td height="106" style="height:106px;width:164px;">Peptides</td>
			<td style="width:147px;">GL Biochem (Shanghai, China).</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;"></td>
		</tr>
		<tr height="106">
			<td height="106" style="height:106px;width:164px;">Phenylalanine and Tyrosine&#160;</td>
			<td style="width:147px;">Biochem (Darmstadt, Germany)&#160;</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;"></td>
		</tr>
		<tr height="240">
			<td height="361" rowspan="7" style="height:361px;width:164px;">30% TiO2 dispersion in the mixture of solvent 2-(2-Methoxyethoxy) ethanol (DEGME) and Ethyl 3-Ethoxypropionate (EEP)</td>
			<td rowspan="7" style="width:147px;">Applied Vision Laboratories (Jerusalem, Israel)</td>
			<td rowspan="7" style="width:64px;"></td>
			<td rowspan="7" style="width:264px;">(30%) in the mixture of solvent 2-(2 Methoxyethoxy) ethanol (DEGME) and Ethyl 3-Ethoxypropionate (EEP)</td>
		</tr>
		<tr height="20">
		</tr>
		<tr height="20">
		</tr>
		<tr height="20">
		</tr>
		<tr height="20">
		</tr>
		<tr height="20">
		</tr>
		<tr height="21">
		</tr>
		<tr height="148">
			<td height="148" style="height:148px;width:164px;">Mica substrates</td>
			<td style="width:147px;">TED PELLA, INC. (Redding, California, USA)</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:264px;">9.9 mm diameter</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

insights into the interactions of amino acids and peptides with inorganic materials using single-molecule force spectroscopy

proteinler veya peptidler ve inorganik maddeler arasındaki etkileşimler çok ilginç işlemlere yol açar. Örneğin, mineral proteinleri birleştiren benzersiz özellikleri ile kompozit malzeme oluşumuna yol açar. Buna ek olarak, biyolojik kirlenmeye istenmeyen proses yüzeylerinde biyomoleküllerin ağırlıklı proteinlerin adsorpsiyonu ile başlatılır. Bu organik tabaka, bakteriler için bir yapışma tabakası ve onları yüzeyle etkileşim sağlar. Organik-inorganik arayüzünde etkileşimleri yöneten temel güçleri anlama araştırma birçok alanda bu nedenle önemlidir ve optik, mekanik ve biyomedikal uygulamalar için yeni malzemelerin tasarımına yol açabilir. Bu çalışma, peptitler veya amino asitler ve iyi tanımlanmış inorganik yüzeyler ya arasındaki yapışma kuvvetini ölçmek için bir AFM kullanan tek molekül kuvvet spektroskopisi teknik gösterilmiştir. Bu teknik AFM için biyomolekülü takmak için bir protokol içeriratomik kuvvet mikroskobu ile kovalent esnek bağlayıcı ve tek-molekül kuvvet spektroskopisi ölçümleri yoluyla ipucu. Buna ek olarak, bu ölçümlerin analiz dahildir.

Şekil 1 ucu modifikasyonu prosedürü sergiler. İlk aşamada, bir plazma işleme silisyum nitrür uç yüzeyini değiştirir. ucu OH gruplarını sunar. Bu gruplar daha sonra silan ile reaksiyona girer. Bu aşamanın sonunda, uç yüzey serbest -NH2 grupları ile karşılanacaktır. Bu, serbest aminler daha sonra Fmoc -PEG-NHS, kovalent bir bağlayıcı ile reaksiyona girer. PEG bağlayıcının Fmoc grubu pipyridine, koruma bozucu bir reaktif ile çıkarıl...

Watch this Scientific Journal Video about Insights into the Interactions of Amino Acids and Peptides with Inorganic Materials Using Single-Molecule Force Spectroscopy at JoVE.com

Insights into the Interactions of Amino Acids and Peptides with Inorganic Materials Using Single-Molecule Force Spectroscopy

Burada bir atomik kuvvet mikroskopu (AFM) ile tek bir molekül kuvveti spektroskopi ölçümleri ile iyi tanımlanmış bir inorganik yüzey ve ya peptitler veya amino asitler arasındaki etkileşimlerin kuvvetini ölçmek için bir protokol mevcut. ölçümü ile elde edilen bilgiler, daha peptid inorganik madde interfazda anlamak önemlidir.

Tek Molekül Kuvvetleri Spektroskopisi kullanarak İnorganik Malzemelerle Amino Asitler ve Peptitler Etkileşimi içine Trendleri

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Preparation of Silica Nanoparticles Through Microwave-assisted Acid-catalysis

Microwave-assisted synthetic techniques were used to quickly and reproducibly produce silica nanoparticle sols using an acid catalyst with nanoparticle ...

The Synthesis of [Sn10(Si(SiMe3)3)4]2- Using a Metastable Sn(I) Halide Solution Synthesized via a Co-condensation Technique

The Synthesis of [Sn10SiSiMe334]2- Using a Metastable SnI Halide Solution Synthesized via a Co-condensation Technique

sentezi [Sn<sub&gt; 10</sub&gt; (Si (SiMe<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 3</sub&gt;)<sub&gt; 4</sub&gt;]<sup&gt; 2</sup<sup&gt; -</sup&gt; Metastabil Sn (I) &#39;in, bir Co-kondensasyon yöntemi ile sentezlenmiş halojenür çözeltisinden kullanılması

The number of well-characterized metalloid tin clusters, synthesized by applying the disproportionation of a metastable Sn(I) halide in the presence of a ...

Synthesis of Cyclic Polymers and Characterization of Their Diffusive Motion in the Melt State at the Single Molecule Level

Tek Molekül Düzeyde Halkalı Polimerlerin Sentezi ve eritin Devlet Onların Pasif Hareket Karakterizasyonu

We demonstrate a method for the synthesis of cyclic polymers and a protocol for characterizing their diffusive motion in a melt state at the single ...

Electrochemical Impedance Spectroscopy as a Tool for Electrochemical Rate Constant Estimation

Elektrokimyasal empedans spektroskopisi elektrokimyasal oranı sürekli tahmini için bir araç olarak

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). ...

Determination of Thermodynamic Properties of Alkaline Earth-liquid Metal Alloys Using the Electromotive Force Technique

Alkali toprak-sıvı Metal alaşımlar Elektromotor kuvvet tekniği kullanılarak termodinamik özelliklerinin belirlenmesi

A novel electrochemical cell based on a CaF2 solid-state electrolyte has been developed to measure the electromotive force (emf) of binary alkaline ...

Probing the Structure and Dynamics of Interfacial Water with Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy

Tarama tünelleme mikroskobu ve spektroskopi ile Interfacial su dinamiği ve yapısını sondalama

Water/solid interfaces are ubiquitous and play a key role in many environmental, biophysical, and technological processes. Resolving the internal ...

Elemental-sensitive Detection of the Chemistry in Batteries through Soft X-ray Absorption Spectroscopy and Resonant Inelastic X-ray Scattering

Pil ile yumuşak x-ışını soğurma spektroskopisi ve rezonans esnek olmayan x-ışını saçılması kimyada Elemental duyarlı tespiti

Energy storage has become more and more a limiting factor of today's sustainable energy applications, including electric vehicles and green electric grid ...

DNA Origami-Mediated Substrate Nanopatterning of Inorganic Structures for Sensing Applications

Algılama Uygulamaları için İnorganik Yapıların DNA Origami Aracılı Substrat Nanodesenleme

Structural DNA nanotechnology provides a viable route for building from the bottom-up using DNA as construction material. The most common DNA ...

Covalent Attachment of Single Molecules for AFM-based Force Spectroscopy

AFM tabanlı Kuvvet Spektroskopisi için Tek Moleküllerin Kovalent Eki

Atomic force microscopy (AFM)-based single molecule force spectroscopy is an ideal tool for investigating the interactions between a single polymer and ...

Atomic Force Microscopy Combined with Infrared Spectroscopy as a Tool to Probe Single Bacterium Chemistry

Atomik Kuvvet Mikroskopisi, Tek Bakteri Kimyasını Araştırmak için Bir Araç Olarak Kızılötesi Spektroskopi ile Birleştirildi

Atomic Force Microscopy-Infrared Spectroscopy (AFM-IR) is a novel combinatory technique, enabling simultaneous characterization of physical properties and ...