艾莉森·巴特勒实验室的研究人员加州大学圣芭芭拉分校已经成功地改进了铁载体环三色杆菌素(CTC)，这是他们之前发现的一种小分子。这种分子可以在水环境中附着，并且很容易在细菌和其他微生物中结合和运输铁。
云母表面的湿附着力:一种阳离子胺(粉红色)穿透水合层，驱逐钾离子(金球)和准备云母表面的氢键(绿色光环)。图片来源:PETER ALLEN插图
研究人员从贻贝足部蛋白质的化学成分中获得了灵感。在改变了CTC分子并研究了它在潮湿环境中的黏附强度后，他们最终发现了一种与贻贝胶的黏附力相匹配的化合物。这项研究发表在《科学》杂志上。欧洲杯线上买球
湿粘着力是一个主要的挑战。牡蛎、贻贝、藤壶和其他海洋动物可以很容易地附着在岩石和浮标等水下结构上，即使在强烈的水流和海浪中也能牢牢地呆在原地。然而，合成湿粘接材料则完全不同。欧洲杯足球竞彩
“在很多环境中，包括医学，都需要能够在水环境中工作的胶水，”合著者、UCSB化学和生物化学系教授巴特勒说。“所以现在我们有了可以尝试从这里发展的基础。”
J. Herbert Waite是分子、细胞和发育生物学系的教授，Jacob Israelachvili在UCSB化学工程系的界面科学实验室也参与了跨学科研究。欧洲杯线上买球Waite自己的工作是致力于湿粘着力。
“我们只是碰巧在铁载体CTC和贻贝足蛋白中的化合物之间看到了视觉上的相似性，”管家解释道。“我们专门研究了赖氨酸和儿茶酚之间的协同作用，”她补充道。“这两种物质都存在于贻贝足蛋白和CTC中。”
在贻贝足蛋白中也发现了同样数量的儿茶酚多巴和赖氨酸。儿茶酚是一种化合物，用于神经传递等生物功能。然而，为了粘附的目的，一些蛋白质采用了儿茶酚多巴。
在与Waite的讨论之后，Butler发现CTC分子中同时含有赖氨酸和一种类似多巴的化合物。与贻贝足蛋白类似，CTC也将其邻苯二酚与赖氨酸结合。
“我们开发了一种比实际CTC更好、更稳定的分子，”管家解释道。“然后我们对其进行了修改，以梳理出赖氨酸或儿茶酚贡献的重要性。”
巴特勒实验室(Butler Lab)的研究生格雷格·迈尔(Greg Maier)是该研究的共同作者，他研究出了六种含有不同数量儿茶酚和赖氨酸的化合物。在以色列的实验室里，每一种化合物都被检测了其黏附性和表面性能。迈克尔·拉普(Michael Rapp)是该研究的联合首席作者，他利用以色列维利实验室开发的表面力装置，确定了盐溶液中云母表面之间发生的相互作用。
观察到，只有两种化合物，包括邻苯二酚和一种阳离子类胺赖氨酸，随着薄膜厚度的减少，显示出粘附强度，该值等于两个表面可以挤压在一起的量。缺乏邻苯二酚的化合物在膜厚度同样降低的情况下，表现出黏附水平的降低，但没有赖氨酸的化合物则没有这一特征。
“我们的测试表明赖氨酸是关键，它有助于去除表面的盐离子，让胶水到达底层表面，”迈尔说。
“通过观察与某些性能最好的贻贝胶具有相似特征的不同生物系统，我们能够推断这两种小成分协同工作，在表面创造一个有利的环境，促进粘附，”化学工程研究生拉普解释道。“我们的研究结果表明，这两种分子组不仅可以在表面做准备，还可以共同工作，制造出更好的粘附表面的粘合剂。”
“简而言之，我们的发现是你需要赖氨酸和邻苯二酚。这里有一个双重打击赖氨酸清除并启动表面，儿茶酚下降，氢键与云母表面。这是对湿粘接过程中需要发生的情况的前所未有的认识。”巴特勒的结论。