零模波导中的单分子操控

摘要： 通过同步测量力响应与荧光信号，可揭示受体-配体相互作用的机械生物学特性及力诱导的酶促周转过程。在生理相关的高标记底物浓度条件下开展研究，需采用全内反射荧光显微镜或零模波导（ZMWs）技术，但这些方法难以与原子力显微镜（AFM）联用。本研究建立了全自动工作流程，通过非侵入式悬臂梁尖端定位实现ZMWs内单分子的自主操控。我们引入了一个蛋白质模型系统——由生物素标记配体封闭的链霉亲和素受体-配体对。AFM悬臂梁将配体从链霉亲和素上拉离后，受体空位可被自由扩散的荧光标记生物素重新占据，该再结合过程可通过单分子荧光同步检测来研究其速率。这项工作展示了这两种强大单分子技术无缝融合的潜力。