利用超材料光镊释放脲酶蛋白动力学
光学
2025-07-16 v3 生物物理
摘要
研究单生物分子的动力学对于开启生物物理学和医学的新前沿至关重要。在此，我们提出了一种变革性的方法，使用超材料光镊来捕获和研究单个脲酶分子——一种催化尿素水解并作为病原体感染关键生物标志物的酶。通过在超材料/水界面处利用光诱导的局部温度场产生热致漂移和快速流体动力学流动，我们在 0.13~mW/{\mu}m^2 的低捕获激光强度下实现了对单个脲酶分子前所未有的引导和控制，促进了它们向等离激元热点精确递送。热泳、热渗透和耗尽力之间的相互作用塑造了捕获势，从而能够实时观察脲酶的构象变化及其与环境的相互作用。这种创新方法不仅增强了我们对酶动力学的理解，还为生物分子的无标记表征铺平了道路，开启了生命科学和纳米技术的新纪元。
引用
@article{arxiv.2402.12878,
title = {Unleashing Urease Protein Dynamics with Metamaterial Optical Tweezers},
author = {Domna G. Kotsifaki and Viet Giang Truong and Mirco Dindo and Frank Cichos and Paolo Laurino and Sile Nic Chormaic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.12878},
year = {2025}
}