次世代QPLUSセンサーベースのAFMセットアップ：空気と液体の古細菌S層タンパク質構造の解決

表面層（S層）タンパク質は、多くの細菌とほとんどの古細菌で最も外側のエンベロープを形成し、自己組織化を介して2次元の準結晶構造に配置します。液体および周囲条件の両方でQPLUSセンサーベースの原子間力顕微鏡（AFM）を使用して、Archaeon Pyrobaculum Aerophiliumから抽出されたS層タンパク質を調査し、真空条件下での透過型電子顕微鏡（TEM）画像と比較しました。AFMスキャンには、次世代の液体セルと、長くて鋭いサファイアのヒントを作成するための新しいプロトコルが導入されました。初期のAFM画像は、細胞からのS層タンパク質を分離するために使用される残留洗剤分子（ドデシル硫酸ナトリウム、SDS）の層のみを示しました。SDSはTEM画像では見えず、AFM測定のためのより徹底的なサンプル準備が必要でした。これらの改善により、空気と液体の両方で周波数変調AFMを備えたS層サンプルの結晶構造を解決することができました。

Surface-layer (S-layer) proteins form the outermost envelope in many bacteria and most archaea and arrange in two-dimensional quasicrystalline structures via self-assembly. We investigated S-layer proteins extracted from the archaeon Pyrobaculum aerophilium with a qPlus sensor-based atomic force microscope (AFM) in both liquid and ambient conditions and compared it to transmission electron microscopy (TEM) images under vacuum conditions. For AFM scanning, a next-generation liquid cell and a new protocol for creating long and sharp sapphire tips was introduced. Initial AFM images showed only layers of residual detergent molecules (sodium dodecyl sulfate, SDS), which are used to isolate the S-layer proteins from the cells. SDS was not visible in the TEM images, requiring more thorough sample preparation for AFM measurements. These improvements allowed us to resolve the crystallike structure of the S-layer samples with frequency-modulation AFM in both air and liquid.