• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

利用频率调制原子力显微镜揭示单链 DNA 分子的水化结构

Hydration Structure of a Single DNA Molecule Revealed by Frequency-Modulation Atomic Force Microscopy.

机构信息

Department of Physics and the Russell Berrie Nanotechnology Institute , Technion - Israel Institute of Technology , Haifa , 3200003 , Israel.

出版信息

Nano Lett. 2018 Apr 11;18(4):2733-2737. doi: 10.1021/acs.nanolett.8b00854. Epub 2018 Mar 27.

DOI:10.1021/acs.nanolett.8b00854
PMID:29564895
Abstract

Hydration interaction shapes biomolecules and is a dominant intermolecular force. Mapping the hydration patterns of biomolecules is therefore essential for understanding molecular processes in biology. Numerous studies have been devoted to this challenge, but current methods cannot map the hydration of single biomolecules, let alone do so under physiological conditions. Here, we show that frequency-modulation atomic force microscopy (FM-AFM) can fill this gap and generate 3D hydration maps of single DNA molecules under near-physiological conditions. Additionally, we present real-space images of DNA in which the double helix is resolved with unprecedented resolution, clearly revealing individual phosphate groups along the DNA backbone. FM-AFM therefore emerges as a powerful enabling tool in the study of individual biomolecules and their hydration under physiological conditions.

摘要

水合作用塑造了生物分子,并成为一种主要的分子间作用力。因此,绘制生物分子的水合模式对于理解生物学中的分子过程至关重要。许多研究都致力于应对这一挑战,但目前的方法无法绘制单个生物分子的水合作用,更不用说在生理条件下进行了。在这里,我们展示了调频原子力显微镜(FM-AFM)可以填补这一空白,并在近生理条件下生成单个 DNA 分子的 3D 水合图。此外,我们还展示了 DNA 的实空间图像,其中以空前的分辨率解析了双螺旋结构,清晰地显示了 DNA 骨架上的各个磷酸基团。因此,FM-AFM 成为研究生理条件下单个生物分子及其水合作用的强大工具。

相似文献

1
Hydration Structure of a Single DNA Molecule Revealed by Frequency-Modulation Atomic Force Microscopy.利用频率调制原子力显微镜揭示单链 DNA 分子的水化结构
Nano Lett. 2018 Apr 11;18(4):2733-2737. doi: 10.1021/acs.nanolett.8b00854. Epub 2018 Mar 27.
2
Beyond the helix pitch: direct visualization of native DNA in aqueous solution.超越螺旋桨距:在水溶液中直接观察天然 DNA。
ACS Nano. 2013 Feb 26;7(2):1817-22. doi: 10.1021/nn400071n. Epub 2013 Feb 4.
3
Subnanometer-scale imaging of nanobio-interfaces by frequency modulation atomic force microscopy.通过频率调制原子力显微镜对纳米生物界面进行亚纳米尺度成像。
Biochem Soc Trans. 2020 Aug 28;48(4):1675-1682. doi: 10.1042/BST20200155.
4
AFM-based single-molecule observation of the conformational changes of DNA structures.基于原子力显微镜的单分子观察 DNA 结构的构象变化。
Methods. 2019 Oct 1;169:3-10. doi: 10.1016/j.ymeth.2019.04.007. Epub 2019 Apr 9.
5
Single-molecule imaging of dynamic motions of biomolecules in DNA origami nanostructures using high-speed atomic force microscopy.使用高速原子力显微镜对 DNA 折纸纳米结构中生物分子的动态运动进行单分子成像。
Acc Chem Res. 2014 Jun 17;47(6):1645-53. doi: 10.1021/ar400299m. Epub 2014 Mar 6.
6
Single-molecule reconstruction of oligonucleotide secondary structure by atomic force microscopy.原子力显微镜中单链寡核苷酸二级结构的重构。
Small. 2014 Aug 27;10(16):3257-61. doi: 10.1002/smll.201400265. Epub 2014 Apr 17.
7
Direct Observation of Dynamic Movement of DNA Molecules in DNA Origami Imaged Using High-Speed AFM.使用高速原子力显微镜成像直接观察DNA折纸中DNA分子的动态运动。
Methods Mol Biol. 2018;1814:213-224. doi: 10.1007/978-1-4939-8591-3_13.
8
[Progress in the studies of DNA-protein interactions by atomic force microscopy].[原子力显微镜在DNA-蛋白质相互作用研究中的进展]
Sheng Wu Yi Xue Gong Cheng Xue Za Zhi. 2007 Oct;24(5):1172-6.
9
Molecular-scale visualization and surface charge density measurement of Z-DNA in aqueous solution.水溶液中 Z-DNA 的分子级可视化和表面电荷密度测量。
Sci Rep. 2019 May 2;9(1):6851. doi: 10.1038/s41598-019-42394-5.
10
The unusual and dynamic character of PX-DNA.PX-DNA的独特与动态特性。
Nucleic Acids Res. 2015 Sep 3;43(15):7201-6. doi: 10.1093/nar/gkv739. Epub 2015 Jul 15.

引用本文的文献

1
Kinetics and dynamics of oligonucleotide hybridization.寡核苷酸杂交的动力学与动力学特性
Nat Rev Chem. 2025 May;9(5):305-327. doi: 10.1038/s41570-025-00704-8. Epub 2025 Apr 11.
2
Driving Forces for Single DNA Stretching Assessed by TIRFM.通过全内反射荧光显微镜评估单链DNA拉伸的驱动力
Chem Biomed Imaging. 2023 Mar 13;1(2):140-146. doi: 10.1021/cbmi.3c00010. eCollection 2023 May 22.
3
Revealing the Mechanism Underlying 3D-AFM Imaging of Suspended Structures by Experiments and Simulations.通过实验和模拟揭示悬浮结构的三维原子力显微镜成像背后的机制。
Small Methods. 2024 Dec;8(12):e2400287. doi: 10.1002/smtd.202400287. Epub 2024 Jun 21.
4
Interfacial Water Is Separated from a Hydrophobic Silica Surface by a Gap of 1.2 nm.界面水与疏水二氧化硅表面之间被一个1.2纳米的间隙隔开。
ACS Nano. 2024 Jul 16;18(28):18683-18692. doi: 10.1021/acsnano.4c05689. Epub 2024 Jul 8.
5
Atomic-scale structure of interfacial water on gel and liquid phase lipid membranes.凝胶和液相脂质膜界面水的原子尺度结构。
Faraday Discuss. 2024 Feb 6;249(0):453-468. doi: 10.1039/d3fd00094j.
6
Interfacial Liquid Water on Graphite, Graphene, and 2D Materials.石墨、石墨烯和二维材料的界面液态水。
ACS Nano. 2023 Jan 10;17(1):51-69. doi: 10.1021/acsnano.2c10215. Epub 2022 Dec 12.
7
Molecular insights on the crystalline cellulose-water interfaces via three-dimensional atomic force microscopy.通过三维原子力显微镜对结晶纤维素 - 水界面的分子洞察。
Sci Adv. 2022 Oct 14;8(41):eabq0160. doi: 10.1126/sciadv.abq0160.
8
Computed Three-Dimensional Atomic Force Microscopy Images of Biopolymers Using the Jarzynski Equality.利用雅尔津斯基等式的生物聚合物的计算机三维原子力显微镜图像
J Phys Chem Lett. 2022 Jun 9;13(23):5365-5371. doi: 10.1021/acs.jpclett.2c01093.
9
Correlation between Electrostatic and Hydration Forces on Silica and Gibbsite Surfaces: An Atomic Force Microscopy Study.二氧化硅和水铝石表面静电与水化力的相关性:原子力显微镜研究。
Langmuir. 2022 Jan 25;38(3):914-926. doi: 10.1021/acs.langmuir.1c02077. Epub 2022 Jan 13.
10
Revealing DNA Structure at Liquid/Solid Interfaces by AFM-Based High-Resolution Imaging and Molecular Spectroscopy.利用基于原子力显微镜的高分辨率成像和分子光谱技术揭示液体/固体界面处的 DNA 结构。
Molecules. 2021 Oct 27;26(21):6476. doi: 10.3390/molecules26216476.