src/cantilever/methods.tex

   1 \section{Methods}
   2
   3 \subparagraph*{}\label{sec:I27}
   4 The experiments were carried out on octomers of I27 (\cref{fig:I27}).
   5 \nomenclature{I27}{Immunoglobulin-like domain 27 from human Titin}\index{I27}
   6 I27 is a model protein that has been used in mechanical unfolding
   7 experiments since the first use of synthetic
   8 chains\citep{carrion-vazquez99b,TODO}.  It was used here because it is
   9 both well characterized and readily available (%
  10 \href{http://www.athenaes.com/}{AthenaES}, Baltimore, MD,
  11 \href{http://www.athenaes.com/I27OAFMReferenceProtein.php}{0304}).
  12
  13 I27's unfolding mechanism seems to involve stretching into a metastable
  14 intermediate state followed by Bell-model escape to the unfolded
  15 state\citep{marszalek99}, although there is not yet a consensus of
  16 the presense of the proposed intermediate\citep{TODO}.
  17
  18 \begin{figure}
  19   \includegraphics[width=2in]{figures/i27/1TIT}
  20   \caption{I27, the immunoglobulin-like domain 27 from human Titin
  21     (\href{http://dx.doi.org/10.2210/pdb1tit/pdb}{PDB ID: 1TIT})%
  22     \citep{improta96}.
  23     Figure generated with \citetalias{pymol}.
  24     \label{fig:I27}}
  25 \end{figure}
  26
  27 The I27 octamers were stored in a TODO buffer solution.
  28
  29 Mechanical unfolding experiments were carried out on I27 octomers
  30 (AthenaES) in PBS on gold-coated coverslips.  We used both cantilevers
  31 on Olympus's OMCL-TR400-PSA-1, which are nominally $80$ and
  32 $20\U{pN/nm}$.  Promising sawtooth curves were selected by eye and fit
  33 to WLCs\index{WLC} to identify I27 unfolding events.  The results were
  34 sorted into two bins according to cantilever stiffness, and then
  35 averaged across each cantilever-stiffness/pulling-speed group to
  36 produce \cref{fig:cant:v-dep}.
  37
  38 \begin{figure}
  39   \asyinclude{figures/cantilever-data/v-dep}
  40   \caption{Pulling speed dependence of I27 for different cantilever
  41     stiffnesses.  The listed stiffnesses are averages across several
  42     individual cantilevers and calibrations.  Each box is the average
  43     of some number of unfolding events, and the box area is
  44     proportional to that number.  There are $82$ unfolding events for
  45     the stiff cantilevers and $274$ for the soft cantilevers.%
  46     \label{fig:cant:v-dep}}
  47 \end{figure}
  48
  49 Unfortunately, the data are not of high enough quality to extract the
  50 unfolding parameters $k$ or $\Delta x$.  Note that the increase in
  51 mean unfolding force is not entirely due to the increased loading rate
  52 of the stiffer cantilever, because the difference is still present in
  53 the loading rate dependence (\cref{fig:cant:load-dep}).  The
  54 loading rates were extracted from the data by taking the slope of the
  55 fit WLC\index{WLC} at unfolding.
  56
  57 \begin{figure}
  58   \asyinclude{figures/cantilever-data/loading-rate}
  59   \caption{Loading rate.\label{fig:cant:load-dep}}
  60 \end{figure}