基于量子點的單分子熒光示蹤技術揭示肌球蛋白馬達的...

基于量子點的單分子熒光示蹤技術揭示肌球蛋白馬達的步進模式

一個真核細胞中有近百個不同的分子馬達，各自有不同的作用機制，分別與其承擔的獨特生理功能相適應。其中肌球蛋白是一個廣泛存在的馬達蛋白，在細胞內吞、蛋白分泌、囊泡運輸、維持高爾基體形態等方面具有重要作用。日本大阪大學的Toshio Yanagida課題組，利用單分子熒光示蹤技術，觀察分析了肌球蛋白（Myosin VI）在細胞骨架上的步進模式，相關成果發表于《CELL》。

So Nishikawa等構建了肌球蛋白的昆蟲細胞-桿狀病毒表達載體，并將HaloTag和6×His-tag整合入表達載體中。以鎳柱純化重組蛋白，加入HaloTag PEG-Biotin配體，實現肌球蛋白的生物素化。最后應用鏈霉親合素偶聯的量子點（Streptavidin conjugated Quantum Dots, SA-QDs），利用生物素-親和素的結合特性，完成量子點對肌球蛋白的標記（圖1及圖2）。對于量子點標記肌球蛋白沿著微絲骨架移動的示蹤，采用全內反射熒光顯微鏡（TIRFM）和奧林巴斯落射熒光顯微鏡成像，以EMCCD采集圖像，以相關軟件進行數據分析。實驗結果顯示，量子點標記沒有對肌球蛋白的移動產生空間位阻；與綠色熒光蛋白（GFP）比較，量子點熒光探針具有更好的時間和空間分辨率。研究者揭示了肌球蛋白馬達大小兩種步距之間轉換的分子機制，對于深刻認識馬達蛋白作用機制具有重要的理論意義。

圖1 以量子點標記肌球蛋白頭部并觀察其步進行為

圖2 以不同顏色量子點分別標記肌球蛋白的兩個頭部并觀察其步進行為

文獻來源：

Nishikawa S, Arimoto I, Ikezaki K, Sugawa M, Ueno H, Komori T, Iwane AH, Yanagida T. Switch between large hand-over-hand and small inchworm-like steps in myosin VI. Cell 2010;142(6):879-88.