قدرت پیوندهای بیولوژیکی موازی چندگانه

فعل و انفعالات چند جانبه نقش مهمی در انواع فرآیندهای بیولوژیکی در هر دو سطح مولکولی و سلولی دارد. ما از طیف سنجی نیروی مولکولی برای بررسی استحکام پیوندهای موازی پپتید-آنتی بادی موازی با استفاده از سیستمی استفاده کرده ایم که به ما امکان می دهد نیروهای پارگی و تعداد اوراق قرضه پاره شده را به طور مستقل تعیین کنیم. در آزمایشات ما ، مولکول های متقابل به سطوح پروب و نمونه میکروسکوپ نیروی اتمی با تترهای پلیمری انعطاف پذیر وصل شده بودند ، و امضاهای مکانیکی منحصر به فرد Tethers تعداد پیوندهای پاره شده را تعیین می کند. ما نشان می دهیم که نیروهای پارگی با تعداد مولکول های تعامل افزایش می یابد و نیروهای اندازه گیری شده از پیش بینی های یک مدل مارکوویان برای استحکام پیوندهای موازی متعدد پیروی می کنند. ما همچنین در مورد پیامدهای نتایج خود در تفسیر اندازه گیری طیف سنجی نیرو در سیستم های باند متعدد بحث می کنیم.

معرفی

ارگانیسم ها بسیاری از عملکردهای بیولوژیکی را با استفاده از فعل و انفعالات چند جانبه انجام می دهند که در آن پیوندهای فردی ضعیف بین جفت گیرنده های لیگاند با هم ترکیب می شوند تا تعامل بسیار قوی تری ایجاد کنند. اوراق قرضه چند جانبه به طور برجسته در انواع فرآیندهای بیولوژیکی مانند فعال شدن سلولهای T وجود دارد (

• Casares S.
• Zong C. S.
• Radu D. L.
• میلر A.
• Bona C. A.
• Brumeanu T.-D.

سیگنالینگ اختصاصی آنتی ژن توسط یک پپتید کم محلول ، دیمریک/کلکسیون سازگاری اصلی بافت کلاس II/FC که منجر به تمایز سلول T نوع 2 می شود.

• Yipp B. G.
• آناند س.
• Schollaardt T.
• پاتل K. D.
• Looareesuwan S.
• هو م.

هم افزایی مولکول های چسبندگی متعدد در واسطه سیتودر شدن اریتروسیتهای آلوده به پلاسمودیوم فالسیپاروم به سلولهای اندوتلیال ریز عروقی تحت جریان.

). محققان زیست پزشکی همچنین از اتصال چند ظرفیتی برای افزایش زمان اتصال داروهای دارویی به اهداف خود استفاده می کنند (

• Holliger P.
• Prospero T.
• زمستان G.

• ریچمن C. M.
• Denardo S. J.

). در یک مثال خاص ، محققان چندین قطعه آنتی بادی را برای تولید عوامل درمانی با شناخت و میل شدید به نشانگرهای خاص روی سطوح سلول سرطانی پیوند می دهند (

• Kortt A. A.
• لاه م.
• Oddie G. W.
• Gruen C. L.
• Bus J. E.
• Pearce L. A.
• Atwell J. L.
• McCoy A. J.
• هاولت G. J.
• Metzger D. W.
• وبستر R. G.
• هادسون P. J.

قطعات FV تک زنجیره ای آنتی بادی ضد نورامینیداز NC10 حاوی پیوند دهنده های پنج و ده باقیمانده ، دیمرها را تشکیل می دهند و با اتصال دهنده صفر یک تریمر.

اگرچه واضح است که تعامل چند جانبه قدرت کلی پیوند را افزایش می دهد ، اما کمیت این افزایش به طرز شگفت آور دشوار است. آزمایشگران به طور معمول از انواع تکنیک های گروه مانند فلورسانس استفاده می کنند (

• Underwood P. A.

• Ong G. L.
• Mattes M. J.

ارزیابی مجدد مفهوم میل کاربردی که برای اتصال آنتی بادی دو ظرفیتی به آنتی ژن های سطح سلول اعمال می شود.

• Mackenzie C. R.
• Hirama T.
• Deng S.-J.
• بسته نرم افزاری D. R.
• Narang S. A.
• جوان N. M.

تجزیه و تحلیل با رزونانس سطح پلاسمون سطح تأثیر ارزش بر روی میل اتصال لیگاند و سینتیک یک آنتی بادی ضد کربوهیدرات.

) برای تعیین استحکام کلی تعامل چند ظرفیتی. با این حال ، مشکل اصلی این اندازه گیری ها تعیین ارزش واقعی اتصال است. ایجاد یک سازه چند جانبه تضمین نمی کند که تمام لیگاند ها در طی بازه زمانی مشاهده به یک گیرنده محدود شوند. در عوض ، تعداد لیگاند های تعامل به طور معمول از مولکول تا مولکول ، به ویژه برای سازه های معتبر بالاتر متفاوت خواهد بود. اندازه گیری گروههای فله تقریباً همیشه شامل سهم تعامل با ارزش مختلف خواهد بود و بنابراین فقط تعداد متوسط لیگاند ها را در هر سازه منعکس می کند. طیف سنجی نیرو (

• Rief M.
• گوتل م.
• Oesterhelt F.
• فرناندز J. M.
• Gaub H. E.

• مرکل آر.
• Nassoy P.
• Leung A.
• ریچی K.
• ایوانز.

) ، که از نیروی مکانیکی برای پارگی پیوند استفاده می کند ، یک روش مستقیم برای اندازه گیری استحکام اتصال با وضوح در سطح مولکول واحد فراهم می کند. در یک آزمایش طیف سنجی نیروی معمولی ، استحکام پیوند توسط نیرویی تعریف می شود که بیشترین خرابی پیوند را در تست های مکرر شکستگی باند در یک بازه زمانی خاص ایجاد می کند (

• ایوانز.
• ریچی K.

). روشهای قادر به حل اتصال مولکول تک ، مانند جفت آنتی بادی آنتی ژن ، نسبت به تکنیک هایی که مجموعه های مولکول ها را اندازه گیری می کنند ، از این مزیت برخوردار هستند زیرا از میانگین مکانی و زمانی جلوگیری می کنند که می تواند جزئیات تعامل را مبهم کند (

• مرکل آر.
• Nassoy P.
• Leung A.
• ریچی K.
• ایوانز.

• آلون آر.
• Hammer D. A.
• Springer T. A.

• تو
• Kocian P.
• Kottelat A.
• Meister J.-J.

اتصال کوتاه مدت فیبروبلاست ها به فیبرونکتین: آزمایش های موچین نوری و تجزیه و تحلیل احتمالی.

• فلورین E. L.
• Moy V. T.
• Gaub H. E.

). با وجود سادگی مفهومی این آزمایشات ، اندازه گیری های بسیار کمی از قدرت پیوندهای متعدد انجام شده است (

• پاتل A. B.
• آلن س.
• دیویس M. C.
• رابرتز C. J.
• Tendler S. J. B.
• ویلیامز P. M.

• Strunz T.
• Oroszlan K.
• شفر آر.
• Güntherodt H.-J.

) ، به ویژه در ترتیب اتصال موازی که در آن نیرو بین چندین واحد اتصال توزیع می شود. مشکل اصلی در تفسیر چندین اندازه گیری باند باقی مانده ، عدم وجود یک روش قابل اعتماد برای تعیین تعداد مولکولهای تعامل مستقل از مقادیر نیروی اتصال است. از سه روش اصلی طیف سنجی نیروی اصلی - میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) ، دستگاه نیروهای سطح (SFA) و موچین نوری - فقط SFA ارزیابی منطقه تماس مستقل را ارائه می دهد. با این حال ، منطقه تماس در اندازه گیری SFA تمایل به بزرگ دارد و بنابراین بررسی تعداد محدودی از اوراق را دشوار می کند. تعیین تعداد اوراق قرضه تعامل صرفاً با اندازه گیری نیروی پارگی با AFM یا موچین نوری از زمان پارگی تصادفی به همان اندازه مشکل ساز است (

• بل G. I.

• ایوانز.
• ریچی K.

ما اخیراً نشان داده ایم که می توانیم با اتصال مولکولهای تعامل به انتهای پلی اتیلن گلیکول انعطاف پذیر ، بین حوادث اتصال یک و چندگانه در اندازه گیری AFM تبعیض قائل شویم. ما از این سیستم برای تعیین پارامترهای جنبشی برای اوراق قرضه یک و چندگانه استفاده کرده ایم. در این کار ما به چگونگی متفاوت بودن مقاومت اتصال اندازه گیری شده به عنوان تابعی از تعداد پیوند پپتید-آنتی بادی متمرکز می شویم. ما نشان می دهیم که خصوصیات الاستیک TETHERS PEG یک اندازه گیری مستقل و دقیق از تعداد اوراق قرضه ارائه می دهد. با این سیستم نشان می دهیم که قدرت پیوند پویا اندازه گیری شده از پیش بینی های یک مدل تفکیک مارکووی از اوراق قرضه متعدد پیروی می کند. سرانجام ، ما در مورد کاربرد خاص این مدل در اندازه گیری مقاومت اتصال با استفاده از AFM بحث می کنیم.

مواد و روش ها

شرح مفصلی از تهیه پپتید MUC1 و قطعه FV زنجیره ای ضد MUC1 (SCFV) در یک انتشار قبلی ارائه شد (

• Sulchek T. A.
• Friddle R. W.
• Langry K.
• Lau E. Y.
• آلبرشت H.
• Ratto T. V.
• Denardo S. J.
• Colvin M. E.
• NOY A.

عملکردی از نکات و بسترها AFM

کنگره های نیترید سیلیکون (Veeco ، سانتا باربارا ، کالیفرنیا) در قسمت نوک با یک لایه نازک از طلا (750 Å با یک زیر لایه کروم 50 Å) پوشانده شدند ، که با یک اچ پیرانا تمیز شد ، شستشو داده شد و سپس در 1- انکوبه شدمحلول Cystamine MM برای تشکیل یک تک لایه خود مونتاژ شده با آمین (SAM).

لینکرهای PEG عملکردی (3400 DA ، Nektar Therapeutics ، Huntsville ، AL) SCFV را به نوک پروب پیوند دادند. N-hydroxysuccinimyl (NHS) در یک انتهای PEG مرتبط با سطح نوک مشتق آمین. گروه های Maleimide (MAL) مرتبط با بقایای سیستئین ترمینال در SCFV. پپتید MUC1 به یک سطح طلای مسطح به طور مشابه اما از طریق گروه آمین ترمینال در پپتید مرتبط شد. ما چگالی مولکول های عملکردی را با تغییر نسبت مولی PEG عملکردی SCFV/MUC1 به کوتاه (2000 DA) کنترل کردیم ، مولکول های PEG PEG را که به آن منفعل می شود ، کنترل کرد. نسبت رقت برای کنترل چگالی نهایی مولکولهای اتصال عملکردی روی نوک AFM بسیار مهم است ، و ما به طور معمول از یک نسبت رقیق 1:50 استفاده می کنیم ، که منجر به احتمال 10 ∼ برای تشخیص تعامل مولکول اتصال شده است. برای افزایش فراوانی تعامل چند ظرفیتی ، برخی از اندازه گیری ها با نسبت رقت 1:30 انجام شد.

طیف سنجی نیرو

اندازه گیری نیرو با استفاده از نانوسکوپ IIIA AFM (DI-VEECO) در حالت کالیبراسیون نیرو انجام شد. اندازه گیری در فرکانس های 0. 5-3-هرتز با انقباض محرک 50-400 نانومتر انجام شد. تمام اندازه گیری ها در 20 میلی متر نمک بافر فسفات و 100 میلی متر سدیم کلسیم انجام شد.

تحلیل داده ها

آثار پارگی با استفاده از IGOR PRO 5. 0 (Wavemetrics ، Lake Oswego ، OR) و یک مجموعه از روش های سفارشی مورد بررسی قرار گرفت. ما داده های انحراف کانسیلر را با نرخ دستیابی به 14 کیلوهرتز جمع آوری کردیم ، که به تجسم چندین رویداد پارگی که در پی در پی اتفاق می افتد کمک می کند. در صورت لزوم ، برای تداخل نوری لیزر ، نیرو در مقابل آثار فاصله اصلاح شد. آثار قبل و بعد از وقوع پارگی فیلتر شده بودند تا باعث کاهش نویز و بهبود دقت روال متناسب با منحنی شوند. ما با حل رابطه با نیرو و با حل عددی ، منطقه PEG را به یک مدل زنجیره ای آزادانه (EFJC) قابل گسترش (EFJC) متناسب می کنیم. این مدل شامل دو پارامتر مناسب است: تعداد Tethers ، n_t، و تعداد مونومرهای PEG در یک اتصال ، n_m(یعنی طول کانتور اتصال). مقادیر تمام پارامترهای دیگر از Oesthelt و همکاران گرفته شد.(

• Oesterhelt F.
• Rief M.
• Gaub H. E.

طیف سنجی نیروی مولکول منفرد توسط AFM ساختار مارپیچی پلی (اتیلن گلیکول) در آب را نشان می دهد.

): طول کوهن ، ل_kاز 7 Å ، سفتی مونومر ، k_sاز 150 نانومتر در متر در هر مونومر ، طول مونومر در تنظیمات مسطح و مارپیچ ، l_مسطحو من_مارپیچاز 3. 58 و 2. 8 Å به ترتیب ، و تفاوت بین انرژی های بدون ترکیب مسطح و مارپیچ در غیاب بار کاربردی ، Δ G از 3 K_Bt.

وقایع پارگی گام به گام با یک فرآیند دو مرحله ای مناسب بود. ابتدا طول اولین (طولانی تر) اتصال را با قرار دادن پسوند اتصال قبل از پارگی نهایی تعیین کردیم. دوم ، ما از این مقدار برای حذف سهم از اولین اتصال به منطقه پسوند چند ضلعی قبل از پارگی اول استفاده کردیم. سرانجام ، ما نیروی باقی مانده در مقابل منحنی پسوند را برای تعیین طول اتصال دوم (کوتاه تر) قرار می دهیم. شیب نیروی فردی در مقابل منحنی های پسوند در پارگی ، میزان بارگذاری آنی را تعیین می کند. برای اولین پارگی ، فرض کردیم که میزان بارگذاری متناسب با نیروهای تترک فردی در نقطه پارگی توزیع شده است. میزان بارگذاری برای پارگی دوم مستقیماً از ردیابی کشش تعیین شد.

برای تجزیه و تحلیل جنبشی حوادث پارگی ، ما نیروی پارگی را ترسیم کرده ایم ، F ، به عنوان تابعی از میزان بارگذاری فوری ، r. ایوانز و ریچی نشان دادند که نیروی پارگی به صورت خطی به عنوان تابعی از لگاریتم میزان بارگذاری افزایش می یابد (

• ایوانز.
• ریچی K.

جایی که χ_βفاصله با حالت انتقال است ، R میزان بارگذاری و k است_{از روی}در صورت عدم وجود نیروی کاربردی ، تفکیک پیوند ثابت است. ما مقدار χ را تعیین کردیم_βو k_{از روی}با قرار دادن داده های ما در Eq. 1

نتایج و بحث

ما اخیراً نشان داده ایم که می توانیم تعامل خاص بین جفت های یک و چند پپتید MUC1 و یک MUC1 به رسمیت شناخته شده SCFV را تشخیص دهیم (

• Sulchek T. A.
• Friddle R. W.
• Langry K.
• Lau E. Y.
• آلبرشت H.
• Ratto T. V.
• Denardo S. J.
• Colvin M. E.
• NOY A.

• آلبرشت H.
• Burke P. A.
• ناتاراجان A.
• Xiong C.-Y.
• Kalicinsky M.
• Denardo G. L.
• Denardo S. J.

تولید SCFV های محلول با تیول بدون C- ترمینال برای ترکیب سایت خاص یا SCFV های دیمریک پایدار در صورت تقاضا.

). MUC1 یک نشانگر سطح سلول برای سرطان پروستات ، پستان و ریه است و محققان بالینی از آنتی بادی ها در برابر MUC1 استفاده می کنند تا عوامل درمانی را به سلولهای تومور تحویل دهند (

• ریچمن C. M.
• Denardo S. J.

). برای اندازه گیری فعل و انفعالات آنتی بادی با هدف آن ، ما MUC1 و آنتی بادی را به سطوح نمونه و نوک AFM با استفاده از پیوند دهنده های PEG انعطاف پذیر طولانی وصل کرده ایم (شکل 1 A). این پیوند دهنده ها چندین مزیت اساسی برای تشخیص نیروهای خاص ارائه می دهند. اول ، آنها تعامل خاص را که در جداسازی نمونه نوک برابر با طول اتصال ترکیبی برای MUC1 و آنتی بادی از تعامل غیر اختصاصی که در جداسازی های نمونه کوچکتر اتفاق می افتد ، جدا می کنند. دومین مزیت ، که می خواهیم در این کار تأکید کنیم ، این است که رویداد پارگی در این سیستم همیشه پیش از کشش اتصال است (شکل 1 ، C و D). نکته قابل توجه ، این منطقه کششی یک امضای مکانیکی را فراهم می کند که می توانیم از آنها برای به دست آوردن یک تخمین مستقل از تعداد مولکولهای تعامل استفاده کنیم (شکل 1 B). Rief و همکاران. همچنین از یک مفهوم مشابه برای تشخیص آشکار شدن دامنه های پروتئین فلورسنت سبز برای شناسایی حالتهای میانی استفاده کرده اند (

• دیتز H.
• Rief M.

شکل 1 (A) طرحواره های آزمایشی که نشان دهنده پپتید MUC1 و قطعه آنتی بادی SCFV است که به سطوح پروب و نمونه میکروسکوپ نیروی اتمی با تترهای انعطاف پذیر متصل شده است.(ب) نیروی محاسبه شده در مقابل پسوند (نسبت به طول کانتور اتصال) برای اعداد مختلف (همانطور که در افسانه نشان داده شده است) از تترهای PEG یکسان متصل به صورت موازی.(ج ، د) نیروی نماینده در مقابل آثار پسوند ثبت شده در آزمایش نشان می دهد کشش تترهای PEG قبل از پارگی پیوند MUC1-SCFV. خطوط آبی جامد نشان می دهد که متناسب با مدل EFJC (معادله 1) است.

• مشاهده تصویر بزرگ

• Oesterhelt F.
• Rief M.
• Gaub H. E.

طیف سنجی نیروی مولکول منفرد توسط AFM ساختار مارپیچی پلی (اتیلن گلیکول) در آب را نشان می دهد.

) پیکربندی پلیمرهای PEG در محلول را تجزیه و تحلیل کرد و نشان داد که در حلال های آپولر طول یک پلیمر PEG ، L ، تحت نیروی کششی ، F ، از نزدیک پیش بینی یک عملکرد طولانی لانژوین را دنبال می کند. با این حال ، کشش زنجیره های PEG در آب منجر به انتقال ساختاری در پلیمر می شود. شبیه سازی دینامیک مولکولی و اندازه گیری های تجربی نشان می دهد که این انتقال نشان دهنده شکستگی سازندهای مارپیچی فوق مولکولی تثبیت شده توسط پل های آب است (

• Oesterhelt F.
• Rief M.
• Gaub H. E.

طیف سنجی نیروی مولکول منفرد توسط AFM ساختار مارپیچی پلی (اتیلن گلیکول) در آب را نشان می دهد.

). نیروهای کاربردی بزرگتر از 100 PN این پل های آب را می شکنند و پلیمر را طولانی تر می کنند. این مدل با اجازه دادن به هر بخش PEG در دو حالت ، یک حالت جمع و جور (مارپیچ) و حالت گسترده (مسطح) وجود دارد. جمعیت تعادل این دو حالت از نظر حرارتی توزیع می شود و به سمت حالت جمع و جور در نیروی صفر و به سمت حالت گسترده با نیروی بالا کج می شود. رابطه نیرویی و اکسپرس برای یک گیره PEG واحد حاوی n_mمونومرها توسط (توصیف شده است (

• Oesterhelt F.
• Rief M.
• Gaub H. E.

طیف سنجی نیروی مولکول منفرد توسط AFM ساختار مارپیچی پلی (اتیلن گلیکول) در آب را نشان می دهد.

اینجا ، ل_kطول کوهن است ، k_sسفتی زنجیره ای است و ل_c(f) طول کانتور وابسته به نیرو است ، که به سادگی مجموع از طول مونومرهای جمع و جور و گسترده در زنجیره در یک نیروی داده شده F._c(f) توسط توصیف شده است

جایی که l_مسطحو من_مارپیچطول مونومر در پیکربندی مسطح و مارپیچ است و Δ G تفاوت انرژی بین مسطح و حالت ترکیب مارپیچ است. در زیر بار کاربردی این اختلاف انرژی می شود

اگر n را در نظر بگیریم_tیکپارچه PEG موازی یکسان (هر یک حاوی n_mمونومرها) ، سپس نیرو به عنوان تابعی از پسوند به سادگی ترکیبی خطی از هر نیروی تتریک خواهد بود. بنابراین ، رابطه نیرو و پسوند برای n_tTethers Peg با Eq یکسان خواهد بود. 2 اما با F جایگزین شده توسط f / n_t:

از آنجا که ما مدل اتصال تک را به مورد چندین قطعه اتصال دهنده نوک و نمونه گسترش می دهیم ، می توانیم از تنوع در موقعیت و طول تترهای PEG جداگانه در نوک AFM غفلت کنیم. این یک فرض معتبر است زیرا TETHERS ما بسیار طولانی تر از هر جبران شده توسط چنین تغییرات موقعیتی است. در این حالت ، توزیع نیروی بارگذاری در بین چندین تتریک با سختی PEG Tethers در یک پسوند مشترک مشخص تعریف می شود ، و کل نیروی عمل بر روی کانسیلر AFM برابر با مجموع نیروهای فرد خواهد بودTETHERS

مدل نشان می دهد که سفتی پیوند دهنده PEG از سه منطقه مجزا پیروی می کند (شکل 1 B). در رژیم "نرم" زیر 100 PN ، فقط نیروهای آنتروپیک به سفتی مولکول (منطقه I) کمک می کنند. سفتی در نیروهای متوسط بین 100 تا 300 pN نشان دهنده شکستن ساختارهای مارپیچ با واسطه آب است و منجر به یک مقدار سفتی نسبتاً ثابت (منطقه II) می شود. منطقه سفتی بالا III نشان دهنده کشش آنتالپیک اوراق قرضه کووالانسی در هر مونومر است. شکل 1 ، C و D ، نشان می دهد که آثار پسوند تک پگ اندازه گیری شده اندازه گیری شده این مدل را به خوبی متناسب می کند ، حتی اگر مدل فقط از یک پارامتر واحد استفاده کند - تعداد مونومر PEG.

پارگی گام به گام اوراق قرضه آنتی بادی MUC1

اکثر آثار پارگی برای فعل و انفعالات خاص MUC1-SCFV ، امضای یک ردیابی واحد را متناسب می کنند (همانطور که در شکل 1 ، C و D نشان داده شده است) و تجزیه و تحلیل بعدی نشان داد که این پارگی ها با پارگی یک MUC1- مطابقت دارندپیوند AB (

• Sulchek T. A.
• Friddle R. W.
• Langry K.
• Lau E. Y.
• آلبرشت H.
• Ratto T. V.
• Denardo S. J.
• Colvin M. E.
• NOY A.

). با این حال ، بخشی از آثار پارگی خاص با پارگی دو واحد MUC1-SCFV متصل به نوک AFM و نمونه از طریق TETHERS با طول کمی نابرابر مطابقت دارد. در این شرایط ، آثار نیرو در مقابل پسوند مشخصات پارگی گام به گام مشخصه (شکل 2 ، A و B) را نشان می داد که در آن نوک AFM در ابتدا هر دو TETHER را کشیده می کرد تا اینکه یکی از اوراق قرضه شکسته شود. سپس باقیمانده باقیمانده در دوم ، Tether طولانی تر اجازه می دهد تا نیروی اعمال شده سقوط کند. ردیابی ابزار منطقه مختصری را که مربوط به بارگیری باقیمانده است و پس از آن پارگی پیوند باقیمانده را نشان داد. در مورد TETHERS طول نابرابر ، دیگر نمی توانیم Eq را اعمال کنیم. 5- در این حالت ، ما از یک روش دو مرحله ای استفاده کردیم که ابتدا طول اتصال طولانی تر را تعیین می کرد و سپس از این مقدار برای حذف سهم اتصال طولانی تر به منطقه کششی دو اتصال استفاده می کرد. سرانجام ، یک مرحله مناسب دوم طول اتصال کوتاه تر را تعیین کرد (برای توضیحات دقیق روش ، به بخش مواد و روش ها مراجعه کنید).

شکل 2 (الف) اثری از پارگی که نشان دهنده پارگی گام به گام از دو اوراق قرضه MUC1-SCFV است. خط متراکم مطابق با تناسب منطقه کششی یکباره مختصر به مدل EFJC است ، و خط جامد نشان دهنده تناسب منطقه کششی دو قسمت به یک ترکیب خطی از دو تترک با طول نابرابر است. تناسب به منطقه بارگذاری یک باند ، طول یکی از Tethers (54. 3 نانومتر) را تعیین می کند ، که سپس در تناسب منطقه کششی دو باند برای تعیین طول اتصال باقی مانده (49. 9 نانومتر) مورد استفاده قرار گرفت.(ب) اثری مشابه که نشان دهنده پارگی گام به گام دیگر از دو اوراق قرضه MUC1-SCFV با طول اتصال 61. 6 نانومتر و 70. 3 نانومتر است.(ج) طرح نیروی پارگی برای تعامل MUC1-SCFV به عنوان تابعی از لگاریتم میزان بارگذاری آنی (r_f) برای وقایع پارگی گام به گام (الماس آبی ، ♢) و حوادث پارگی فردی (مربع های قرمز ، □). خطوط قرمز و آبی جامد بهترین متناسب با داده های خطی را نشان می دهد.

• مشاهده تصویر بزرگ

این روش همچنین به ما امکان می دهد نرخ بارگذاری فوری مربوط به پارگی هر دو اوراق را تعیین کنیم. طرح نیروهای پارگی برای هر دو رویداد پارگی به عنوان تابعی از سرعت بارگذاری (طیف نیروی پویا) که برای این حوادث پارگی گام به گام به دست آوردیم ، وابستگی خطی مشخصه نیرو را به لگاریتم میزان بارگذاری نشان می دهد. به طور قابل توجهی ، طیف نیروی پویا برای پارگی گام به گام اوراق قرضه MUC1-SCFV با طیف نیروی پویا برای پارگی های پیوند فردی مطابقت دارد (شکل 2 C). پارامترهای جنبشی به دست آمده از هر دو طیف نیروی پویا با حاشیه متناسب خطا یکسان هستند (جدول 1). این مقایسه نشان می دهد که متناسب با مدل EFJC ابزاری قوی برای تجزیه و تحلیل وقایع پیچیده پارگی در سیستم ما فراهم می کند.

جدول 1 مسافت به حالت انتقال ، x_β، k k k k k جنبشی_{از روی}، و میانگین عمر اوراق قرضه τ_{از روی}= 1/ k_{از روی}مقادیر تعیین شده از متناسب با داده ها در شکل 2 تا Eq. 1

• جدول را در یک برگه جدید باز کنید

پارگی چندین اوراق قرضه MUC1-SCFV

اگر Tethers اتصال دارای طول مساوی باشد ، پارگی گام به گام مشاهده نمی شود. در این حالت ، هیچ گونه شل و ول در Tethers باقی مانده برای جذب بار وجود ندارد ، و نیرو به سادگی در بین اوراق قرضه باقی مانده دوباره توزیع می شود. ما می توانیم از پارامترهای جنبشی برای پیوند منفرد (جدول 1) استفاده کنیم تا تخمین بزنیم که افزایش ناگهانی بار اعمال شده باعث می شود طول عمر پیوند به سطح نانو ثانیه کاهش یابد. بنابراین منطقی است که انتظار داشته باشیم که اوراق قرضه باقیمانده خیلی اندکی پس از پارگی اولین پیوند پارگی شود ، و پهنای باند محدود میکروسکوپ نیرو باعث می شود که این شکست های پیوندی پی در پی به عنوان یک رویداد پارگی واحد ثبت نام کنند. خوشبختانه ، ما می توانیم از امضای مکانیکی Tethers برای تبعیض پارگی چندین پیوند استفاده کنیم.

کشش چند گیره PEG یکسان

این ساده است که یک عبارت را توصیف کند که کشش چند ضلعی PEG با طول یکسان را توصیف می کند. از آنجا که نیروی بار به طور مساوی در بین همه Tethers به اشتراک گذاشته می شود ، کل نیروی به سادگی برای نیرویی که توسط یک اتصال دهنده فردی ایجاد می شود ، چند برابر خواهد بود. مقایسه پروفایل های کششی برای چند توری PEG یکسان (شکل 1 B) نشان می دهد که افزایش تعداد Tethers باعث افزایش سفتی در رژیم میانی II می شود. این تفاوت در پروفایل های نیرو و نیرو ، یک امضای منحصر به فرد را تشکیل می دهد که تعداد Tethers را که اثری از پارگی خاص تولید می کنند ، مشخص می کند. شکل 3 نمونه ای از چنین عزم را نشان می دهد. حتی اگر اجازه دهیم تغییر طول کانتور اتصال برای به دست آوردن بهترین تناسب ممکن ، مشخصات کششی برای سه Tethers هنوز هم نسبت به داده های تجربی نسبت به مشخصات کششی برای دو Tethers در رژیم انتقال بحرانی سازنده مناسب است (منطقه II درشکل 1 ب).

شکل 3 استفاده از امضاهای مکانیکی TETHERS PEG برای تبعیض تعداد اوراق قرضه پارگی در یک اندازه گیری خاص. مقایسه یک ردیابی پارگی چند بادی (نقاط خاکستری) با نیروی محاسبه شده در مقابل پروفایل های پسوند برای سه (خط جامد) و دو (خط شکسته). مشخصات محاسبه شده برای مورد سه جدول ، با کاهش 40 ٪ در مقدار χ 2 ، تناسب قابل توجهی بهتر را فراهم می کند.

• مشاهده تصویر بزرگ

پارگی چندین اوراق قرضه MUC1-SCFV

ما از این روش برای تعیین تعداد اوراق قرضه مربوط به هر یک از تعداد زیادی از وقایع پارگی خاص که در آزمایشات خود اندازه گیری کردیم ، استفاده کرده ایم. این داده ها (شکل 4) نشان داد که افزایش تعداد اوراق قرضه منجر به افزایش نیروی پارگی اندازه گیری شده می شود. جالب است بدانید که به نظر می رسد که نیروی اندازه گیری شده با تعداد اوراق قرضه تقریباً به صورت خطی افزایش می یابد. ویلیامز (