分子马达滑行运动分析中单分子静电检测的前景
介观与纳米尺度物理
2023-05-16 v2 生物物理
摘要
基于肌球蛋白/肌动蛋白或驱动蛋白/微管的分子马达滑行运动分析在纳米技术应用(从芯片实验室器件中的货物转运到新型生物计算策略)中备受关注。原型系统通常由昂贵且笨重的荧光显微镜系统监测,而开发对单根丝状物的集成化直接电检测将极大裨益应用与规模化。我们通过计算在现实滑行分析条件下由运动的肌动蛋白丝或微管在碳纳米管晶体管处产生的静电势变化,给出此类检测器可行性的估计。我们将其与基于先前使用碳纳米管晶体管检测结合溶菌酶分子的催化以及结合短链 DNA 分子熔化的前沿实验的检测极限相结合。我们的结果表明,在良好的器件设计下(例如将晶体管略微抬高于导引通道底面),使用现有低离子强度缓冲液对肌动蛋白和微管均可实现检测。我们研究了缓冲液离子强度、晶体管高于导引通道底面的高度、微管分析中酪蛋白表面钝化层的存在/缺失以及肌动蛋白丝/微管的线电荷密度的影响。我们表明,鉴于微管在表面上方更小的行进高度、更高的负电荷密度以及酪蛋白钝化,微管的检测是更可能的前景,并可能通过纳米级晶体管直接置于导引通道底面上而实现。
引用
@article{arxiv.2102.07345,
title = {Prospects for single-molecule electrostatic detection in molecular motor gliding motility assays},
author = {M. Sanchez Miranda and R. Lyttleton and P. H. Siu and S. Diez and H. Linke and A. P. Micolich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.07345},
year = {2023}
}
备注
Submitted to New Journal of Physics