研究成果

溶液环境下小分子组装与解组装STM成像取得新进展

来源: 时间:2016-08-30作者:王纪浩

强磁场中心科研人员利用溶液扫描隧道显微镜(L-STM)实现了酶控小分子组装/解组装动态过程的STM成像。近期,Nanoscale以“Using L-STM to directly visualize enzymatic self-assembly / disassembly of nanofibers”为题在线发表了该研究成果。

小分子组装/解组装是自然界常见的一种现象,透过小分子组装/解组装我们可以了解很多生命运行的深层机制。已报道的研究中,大多是先将小分子在溶液下完成自组装,然后在真空环境下去研究组装后的静态结构。在溶液环境下直接观测小分子的实时组装与解组装过程,目前还未见报道。

强磁场中心陆轻铀课题组之前已利用自主研制的高稳定-低漏电流溶液扫描隧道显微镜(漂移速率 < 60 pm/min,漏电流 < 20 pA),在“逐行恒高成像”的新模式下获得了EGFR等一系列蛋白分子的亚分子特征STM图像,论文已发表于Nano Research (文章链接:http://link.springer.com/article/10.1007/s12274-016-1141-7)。

在此基础上,陆轻铀课题组通过与中科大梁高林、强磁场中心的王俊峰课题组合作,实现了表皮因子受体激酶(EGFR)主导的小分子解组装动态过程(见图)和碱性磷酸酶(ALP)主导的小分子组装动态过程的直接观测。获得的高分辨率STM图像清晰地展示了自组装纳米纤维的分子排列结构;图中纳米纤维的宽度为2.9 ± 0.1 nm,纳米纤维的取向和纳米纤维内的化合物分子之间夹角约为65°,均与理论值相一致。在分解酶与合成酶作用下,图中化合物分子的实测分解与组装速度分别为8.7 nm/min和5.1 nm/min。

该研究工作得到了国家自然科学基金、合肥大科学中心等项目的支持。

文章链接:http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/nr/c6nr03056d#!divAbstract 

   

  (a)    小分子组装/解组装示意图,(b) 表皮生长因子受体激酶(EGFR)控制的解组装动态STM成像。

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