基于原子力显微镜开展细胞膜相关力学测量

发布时间：2020-12-18 04:01

　　细胞膜在细胞的生理功能中起着至关重要的作用,它是把细胞内部与其周围环境分开的选择性屏障。细胞的许多的生命活动都发生在细胞膜界面处,例如细胞内外的物质和能量交换、信号转导、病毒感染和药物作用靶点等。其中病毒感染由病毒结合到细胞膜表面跨膜转运进入细胞后,才能进一步完成后续的感染过程;药物作用靶点也多位于细胞膜界面上,具有高度特异性的单克隆抗体药物的抗原表位全部位于细胞膜表面。了解这些发生在细胞膜界面上生命过程的生物力学,对阐明细胞膜的基本功能至关重要。本文综合应用力示踪、纳米压痕和单分子力谱三种基于原子力显微镜(AFM)的力学测量技术,在生理条件下测定了埃博拉病毒和单克隆抗体药物西妥昔在生物膜界面处发生的细胞膜相关生物力学性质。主要内容如下:1.利用基于AFM的力示踪技术解析单个埃博拉病毒的跨膜转运动力学,同时定量测定了单个埃博拉病毒跨膜转运的力和时间。我们的结果显示埃博拉病毒在跨膜转运过程中出现两种不同的内吞方式,因为埃博拉病毒是一个线状病毒,这两种内吞方式与病毒接触细胞膜的角度和在针尖的连接方式相关。第一种情况病毒跨膜转运所需的时间21~189 pN,平均内吞力41.8±1.05 pN... 

【文章来源】：长春工业大学吉林省

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

典型细胞膜结构模型

他们结合多种技术（原子力显微镜和超分辨成像等）研究了哺乳动物细胞膜，提出了蛋白层-磷筏-蛋白岛模型（图1.2 b 和 c）[14, 15]。蛋白层-磷筏-蛋白岛模型认为膜的外侧均匀分布一层厚度约为 4 nm的致密蛋白层，外膜上的糖分子是成簇分布的，膜内侧则均匀分布厚度约为 12 nm 的蛋白聚集体，细胞膜上也存在着富含胆固醇的区域。该模型强调了细胞膜结构和组分的不对称性，认为膜上大多数蛋白质的运动是受限制的，膜的流动主要位于蛋白微区内。1.1.2 细胞膜的功能细胞膜的结构是功能的基础，细胞膜在很多的细胞生理功能（维持细胞内环境、物质跨膜转运、跨膜信号转导、细胞间的连接与通讯、能量转换、病毒感染和药物作用靶点等）中起着关键的作用。细胞膜可以将细胞内部与外界环境隔离开，使细胞有确定的界面，这是细胞膜最

[36]。AFM 的简化示意图显示在图 1.3 中，其中激光束偏转系统与压电陶瓷扫描管是集成在一起的，压电陶瓷扫描管在三个方向（x，y 和 z）上移动样品。为了检测微悬臂的偏转，激光束聚焦在悬臂的背侧。可以涂覆金属以增强悬臂反射激光的能力，但这种涂层并不总是必要的，值得注意的是涂层可能会影响整个系统的热稳定性[37]。在任何一种情况下，无论是否有涂层，悬臂反射的激光都将被反射到四象限光电二极管检测器上，该四象限光电二极管检测反射光的位置变化。当尖端和样品表面之间的相互作用力改变时


本文编号：2923313