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Probe stiffness regulates receptor-ligand bond lifetime under force

Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2011年第5期54卷 923-929页

作者： ZHANG Yan LüShouQin &LONG Mian Key Laboratory of Microgravity Institute of MechanicsChinese Academy of SciencesBeijing 100190China National Microgravity Laboratory and Center of Biomechanics and Bioengineering Institute of MechanicsChinese Academy of SciencesBeijing 100190China

Receptor-ligand bond dissociation under applied force is crucial to elucidate its biological functionality when the molecular bond is usually connected to a mechanical probe. While the impact of probe stiffness, k, on bond rupture force has recently at- tracted more and more attention, the mechanism of how it affects the bond lifetime, however, remains unclear. Here we quanti- fied the dissociation lifetime of selectin-ligand bond using an optical trap assay with low stiffness ranging from 3.5×10^-3 to 4.7×10^-2 pN/nm. Our results indicated that bond lifetime yielded distinct distributions with different probe stiffness, implying the stochastic feature of bond dissociation. It was also found that the mean lifetime varied with probe stiffness and that the catch bond nature was visualized at k≥3.0×10^-2 pN/nm. This work furthered the understanding of the forced dissociation of se- lectin-ligand bond at varied probe stiffness, which is physiologically relevant to the tethered rolling of leukoeytes under blood flow.

关键词： probe stiffness bond lifetime optical trap

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