온도 게이팅된 S층 단백질의 1D→2D 조립

고이동성 LPEI/PAA PEM 위에서 고온(50 °C) 조건으로, SbpA-slayer-protein 단량체는 먼저 비등방적으로 1D 필라멘트로 조립되고, 이후 무정형 클러스터로 응축되며, 최종적으로 2D 단층으로 결정화된다. 이러한 다단계 1D → 무정형 → 2D 경로는 주변 온도에서는 나타나지 않으며 (주변 온도에서는 surface-mobility-directed-protein-crystallization을 통해 직접 2D 조립이 이루어진다).

사후(ex situ) AFM 시간 경과 관측 (50 °C에서 급랭) (see Yeo et al., ACS Macro Letters (2012), Fig. 4A–D):

• 30 min — 단량체 (1–2 nm)
• 2 h — SbpA-1D-filament, 직경 4–5 nm
• 5 h — 무정형 클러스터, 9–10 nm
• 12 h — 2D 결정 (SbpA-2D-crystal-array), 7–8 nm, p4 격자

무정형 상태의 높이(~9–10 nm)에서 결정 상태의 높이(~7–8 nm)로의 감소는 최종 결정화 과정에서 일어나는 구조적 재배열을 반영한다. 이는 S층 단백질 조립에서 1D 중간체를 최초로 직접 관측한 사례이다. 50 °C 배양 온도는 단량체 및 중간체를 보존하기 위해 LPEI 위에서의 SbpA 결정 안정성 한계(60 °C, PSS 위에서는 55 °C) 이하로 설정되었다 (see Yeo et al., ACS Macro Letters (2012), p. 3).