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研究生:李清正
研究生(外文):Ching-Cheng Li
論文名稱:原子力顯微鏡探針與環境間作用之關係:MerP蛋白與Hg2+離子系統的觀測
論文名稱(外文):Cantilever Effect in Various Environments: Investigation of MerP-Hg2+ System
指導教授:何孟書
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:物理學系所
學門:自然科學學門
學類:物理學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:104
中文關鍵詞:原子力顯微鏡共振頻率MerP蛋白汞離子黏滯力
外文關鍵詞:AFMResonance frequencyMerPHg2+Force distance curve
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本研究是藉由原子力顯微鏡(AFM)研究MerP蛋白與Hg2+離子間的交互作用力,並探討影響影像的兩個因素:「觀測環境」與「樣品基板」。
主要的工作重點可分為三個部份,第一部份,我們將Si和Si3N4探針,置於三種不同的探針座,在大氣、DI water和五種生物常用溶液:PBS、TE buffer、DMEM+FBS、Home made及K3PO4溶液間進行振盪,觀測環境對於懸臂振盪的影響,並進一步藉由Q值的計算,量化環境對於AFM解析度的影響。另外使用JOEL的超高真空系統進行真空環境下懸臂振盪的研究。由掃頻量測結果可知,在不同環境中,懸臂的共振頻率與Q值會隨著環境中的阻尼增加而變小。其Q值大小為:真空>大氣>DI water>其他溶液。
第二部份,為了了解探針在掃描樣品時與樣品表面間的交互作用關係,我們使用三種探針(Si、Si+Au、Si+Au+Hg2+),四種基板 (mica、mica+Au、Si、Si+Au),以量測分子間作用力的方式,測量探針針尖和基板間的黏滯關係。發現三支探針與mica基板間的黏滯現象最小,即探針在掃描過程中受到mica基板的干擾最小,證明了mica是四種基板中最適合做為觀測平台的材質。
第三部份,我們利用原子力顯微鏡對汞離子結合MerP蛋白進行研究,首先我們將蛋白均勻的分散在雲母基板表面,並運用原子力顯微鏡在大氣與液態環境下觀測MerP蛋白奈米級的結構。接著利用原子力顯微鏡量測分子間作用力的功能對MerP蛋白和Hg2+離子間的引力作一個研究,發現MerP蛋白和Hg2+離子間有一個~219.03的交互作用力,推測這個引力來自於MerP蛋白半胱氨酸中硫醇基的部位與汞離子間的鍵結。
In this work, the cantilever effect in various environments and the interaction measurements between AFM modified tips and substrates are discussed with Atomic force microscope (AFM). The MerP-Hg2+ system on mica surface is then chosen for the proposed studies.

Ⅰ:Environment Effect
The resonance frequencies of cantilevers driven by different modes are measured in vacuum, atmosphere, and solutions respectively. The Q factors are estimated to understand the performance of AFM scanning images. The damping forces affecting the resonance frequency and Q factor are discussed.

Ⅱ:Substrate Effect
To study substrate effect with AFM, force-distance curves are taken with various tips and substrates. Si、Si+Au、Si+Au+Hg2+ tips are considered. Si、 Au/Si 、Mica and Au/Mica surfaces are selected for AFM observation. It is found that Mica surface is a suitable material for our studies.

Ⅲ:MerP-Hg2+ system investigation with AFM
The topography with nano-structue of MerP in atmosphere and liquid environments is investigated. The force distance curve is studied to understand the interaction between MerP protein and Hg2+ ion. The force is about 400nN. That interaction is proposed to correspond to the Binding between Hg2+ and thiol group of cysteine of MerP.
目錄
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅲ
目錄 Ⅴ
圖目錄 ⅤⅢ
表目錄 ⅩⅡ

第一章 序論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機 2
1-3 各式生物溶液 4
1-4 各式基板 7
1-5 汞 7
1-6 MerP蛋白 9
1-7 論文導讀 10

第二章 儀器介紹與工作原理 11
2-1 原子力顯微鏡 11
2-1-1 成像原理 12
2-1-2 操作模式 16
2-1-3 探針 18
2-1-4 Q值(Quality factor) 23
2-1-5 機械應力量測-作用力-距離曲線(Force-Distance
curve)29
2-2 蛋白純化之管柱層析法(column chromatography) 33
2-2-1 離子交換法(ion exchange) 35
2-2-2 疏水性層析法(hydrophobic interaction
chromatography;HIC) 37
2-2-3 凝膠過濾法(gel filtration) 39
2-3 蛋白純化之膠體電泳法 41

第三章 「觀測環境」對AFM影像的影響 45
3-1 實驗目的 45
3-2 實驗設計 46
3-3 實驗結果與討論 47
3-3-1 「驅動振幅」對於懸臂振盪的影響 47
3-3-2 大氣用探針座(DEA holder) 50
3-3-3 scanner驅動的液態用探針座(SDL holder) 53
3-3-4 含激振壓電陶瓷的液態用探針座(DEL holder) 62
3-3-5 真空下的頻譜圖量測 69
3-4 小結 72

第四章 「樣品基板」對AFM影像的影響 74
4-1 實驗目的 74
4-2 實驗設計 74
4-3 實驗結果與討論 76

第五章 MerP蛋白觀測與Hg2+離子間的交互作用力量測 86
5-1 實驗目的 86
5-2 實驗設計 86
5-2-1 MerP蛋白的複製與純化 86
5-2-2 MerP表面形貌觀測 91
5-2-3 MerP-Hg2+系統交互作用力量測 91
5-3 實驗結果與討論 92
5-3-1 MerP表面形貌觀測 92
5-3-2 MerP蛋白與Hg2+引力量測 97

第六章 結論 100
第七章 參考資料 102
[1] Pearson, The Grammar of Science, 1892.
[2] http://sgw.epa.gov.tw/public/man1/taiwan-1.htm行政院環保署,土地及地下水污染整治網
[3] 汪玉婷,“基因轉殖大腸桿菌吸附重金屬之精細結構分析”,元智大學化學工程學系碩士論文 (2004)
[4] 謝儒樑,“應用汞離子結合蛋白MerP於重金屬生物修復上之研究”,國立中興大學植物學系 (2002)
[5] 蘇啟嘉,“以大量表現汞鍵結蛋白 (MerP)之基因重組大腸桿菌進行不同重金屬之生物吸附”,逢甲大學化學工程學所碩士論文(2002)
[6] Chieh-Chen Huang, Chi-Chia Su, Ju-Liang Hsieh, Chiao-Ping Tseng,
Ping-Jei Lin, Jo-Shu Chang, “Polypeptides for heavy-metal biosorption: capacity and specificity of two heterogeneous MerP proteins”, Enzyme and Microbial Technology, Vol. 33, 379-385 (2003)
[7] N. L. Brown, Y.-C. Shih, C. Leang, K. J. Glendinning, J. L. Hobman and J. R. Wilson, “Mercury transport and resistance”, Biochemical Society Transactions, Vol. 30, 715-718 (2002)
[8] Andreas Janshoff, Marcus Neitzert, York Oberdörfer, Harald Fuchs, “Force Spectroscopy of Molecular Systems - Single Molecule Spectroscopy of Polymers and Biomolecules”, Vol. 39, 3212-3237 (2000)
[9] Andres F. Oberhauser, Piotr E. Marszalek, Mariano Carrion-Vazquez and Julio M. Fernandez, “Single protein misfolding events captured by atomic force microscopy”, Nature America Inc., Vol. 6, 1025-1028 (1999)
[10] Harada M, “Minamata disease: methylmercury poisoning in Japan caused by environmental pollution”, Crit. Rev. Toxicol., Vol. 25, 1-24 (1995)
[11]G..Binnig, C.F.Quate, and Ch.Gerber, “Atomic force microscope” Phy.Rev.Lett., Vol. 56, 930-934 (1986)
[12] G. Binnig,H Rohrer, Ch. Gerber and E.Weibel, “Surface Studies by Scanning Tunneling Microscopy”, Phys. Rev. Lett., Vol. 49, 57-61 (1982)
[13] Qiling Tang, Yuexing Zhang, Liaohai Chen, Funing Yan and
Rong Wang1, “Protein delivery with nanoscale precision”, Nanotechnology, Vol. 16, 1062–1068 (2005)
[14] http://www.spm.com.cn/cht/afm_tech.shtml
[15] Mikromasch
[16] Y. Harada, M. Kuroda, and A. Ishida, “Specific and Quantized Antigen-Antibody Interaction Measured by Atomic Force Microscopy”, Langmuir, Vol. 16, 708-715, (2000)
[17] Stephanie Allen, John Davies, Martyn C. Davies, Adrian C. Dawkes, Clive J. Roberts, Saul J. B. Tendler and Philip M. Williams, “The influence of epitope availability on atomic-force microscope studies of antigen–antibody interactions”, Biochem. J., Vol. 341, 173-178 (1999)
[18]Stephanie Allen, Xinyong Chen, John Davies, Martyn C. Davies, Adrian C. Dawkes, John C. Edwards, Clive J. Roberts, Joanna Sefton, Saul J. B. Tendler, and Philip M. Williams, “Detection of Antigen-Antibody Binding Events with the Atomic Force Microscope”, Biochemistry, Vol. 36, 7457-7463 (1997)
[19] Rukman Hertadi and Atsushi Ikai, “Unfolding mechanics of holo- and apocalmodulin studied by the atomic force microscope”, Protein Sci., Vol. 11, 1532-1538 (2002)
[20] Andres F. Oberhauser, Piotr E. Marszalek, Mariano Carrion-Vazquez and Julio M. Fernandez, “Single protein misfolding events captured by atomic force microscopy”, nature structural biology, Vol. 6, 1025-1028 (1999)
[21] http://juang.bst.ntu.edu.tw/ECX/Pur3.htm
[22] 方維霖,“建構高效率蛋白質純化製程”,逢甲大學化學工程研究所碩士論文(2002)
[23] http://brc.se.fju.edu.tw/protein/purify/sdspage.htm#define
[24] 林明彥、張嘉升、黎文龍,“原子力顯微儀的原理(上)”,科儀新知第二十七卷第二期 46-57 (2005.10)
[25] 林明彥、張嘉升、黎文龍,“原子力顯微儀的原理(下)”,科儀新知第二十七卷第三期67-77 (2005.12)
[26] Steele, Ruth A. “Structure determination of a mercury binding protein, MerP”, University of Pennsylvania (1996)

[27] http://www.sinica.edu.tw/~windfree/amino%20acids.htm
[28] 甘興權,“蛋白質分子在外力作用下展開的模型分析”,朝陽科技大學應用化學系 (2002)
[29] Lingyan Li, Shengfu Chen, Seajin Oh,‡ and Shaoyi Jiang, “In Situ Single-Molecule Detection of Antibody-Antigen Binding by Tapping-Mode Atomic Force Microscopy”, Anal. Chem., Vol. 74, 6017-6022, (2002)
[30] Terence J. McMaster, Mervyn J. Miles, Peter R. Shewry, and Arthur S. Tatham, In Situ Surface Adsorption of the Protein C Hordein Using Atomic Force Microscopy, Langmuir, Vol. 16, (2000)
[31] Anja Vinckier, Pietro Gervasoni, Frank Zaugg, Urs Ziegler, Peter Lindner, Peter Groscurth, Andreas Plu¨ ckthun,§ and Giorgio Semenza, Atomic Force Microscopy Detects Changes in the Interaction Forces between GroEL and Substrate Proteins, Biophysical Journal, Vol. 74 3256–3263 (1998)
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