科学家探索大自然最强烈的胶水设计更强的生物材料欧洲杯足球竞彩

从岩石,木头或其他任何东西上撬一个贻贝是艰难的。水下软体动物有一个粘稠的秘密,​​使研究人员很长一段时间。

科学家探索了大自然最强烈的胶水设计更强的生物材料。欧洲杯足球竞彩

图片来源:Shutterstock.com/ formatoriginal

多年来,科学家一直试图模仿实验室中惊人的粘合剂及其特性,追求贻贝排放和使用的八种蛋白质中的一些,用于贻贝用来粘附在表面上。

目前,使用独特的技术来组织分子,科学家在西北大学已经开发了一种比试图复制的胶水更好的材料。他们的结果在3月3日报道《杂志》美国化学学会,扩展如何将这些类似蛋白质的聚合物用作开发新材料和治疗剂的平台。欧洲杯足球竞彩

在生物医学的情况下,聚合物可以用作粘合剂,这意味着您可以将其粘在体内的特定组织上。并将其他分子保持在一个地方,这在伤口愈合或修复中很有用。

Nathan Gianneschi,研究负责人,雅各布和罗莎琳·科恩化学教授,温伯格艺术与科学学院,西北大学欧洲杯线上买球

像贻贝脚排放的蛋白质在自然界中存在。Evolution习惯了塑造这些长时间的氨基酸线性链,它们一次又一次地重复(称为串联重复蛋白或TRP)。

蛋白质结构不时出现,刺激性和粘性,可以在蜘蛛丝,昆虫的翅膀,腿和贻贝脚中找到。研究人员意识到构成许多此类蛋白质的氨基酸的精确主要序列,但很难模仿复杂的自然过程,同时仍保持非凡的品质。

The study’s first author Or Berger, a postdoctoral researcher in Gianneschi’s lab who explores peptides — these very strings of amino acids — formulated an idea for how to organize amino acid building blocks in a different way to reproduce the properties rather than directly copy the protein structure of the mussel.

通过提取一种蛋白质的构建块(重复脱肽,一种构成贻贝脚蛋白的10个氨基酸序列),并将其插入合成聚合物中,Berger认为这些特性可以得到改善。

作为国际纳米技术研究所副主任,吉安尼斯基(Gianneschi)围绕使用聚合物化学模仿蛋白质的大部分实验室设计了他的大部分实验室。在精确的治疗剂中,抗体和其他小分子等药物疗法与某些疾病作斗争,在这种疾病中,纳米载体被用来更有效地将药物运送到靶标。

但是Gianneschi说,通过改变影响疾病发展的细胞或组织,细胞和材料之间的细胞内部和细胞之间的相互作用,再现蛋白质可能会有所不同。欧洲杯足球竞彩

蛋白质将氨基酸作为链排列,但我们将它们拿走并平行地排列在密集的合成聚合物主链上。这是我们开始控制特定生物学相互作用的同一件事,因此我们将用于未来治疗剂的平台技术在材料科学中确实变得有趣。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

Nathan Gianneschi,研究负责人,雅各布和罗莎琳·科恩化学教授,温伯格艺术与科学学院,西北大学欧洲杯线上买球

结果是类似于肽刷而不是直线作为链条的氨基酸。虽然新过程似乎像是额外的步骤,但形成类似蛋白质的聚合物(PLP)会跳过许多步骤,要求科学家在易于获得的合成器中形成肽,并将其插入贴合的骨架中,而不是经历蛋白质的累人步骤表达。

为了测试新材料的功效,科学家将聚合物材料或天然贻贝蛋白应用于玻璃板。该团队将细胞放在板上,然后在洗涤后,评估了仍存在多少个单元格,以评估材料的工作原理。欧洲杯足球竞彩他们学会了PLP形成了细胞超齿,与天然混合和未处理的板相比,大多数连接的细胞。

实际上,我们并不是要改善贻贝的特性。我们只是为了模仿它,但是当我们进行几种不同的测定法进行测试时,实际上我们获得的特性比这些设置中的本机材料更好。

或Berger,西北大学Gianneschi实验室的第一作者和博士后研究员

研究人员认为,该模型可以在其他蛋白质中广泛使用,这些蛋白质重复其序列以以新的方式复制蛋白质。他们对这样的平台的理论化可以比其本地等效物更好,因为它们越来越密集且可扩展。

吉安尼斯基(Gianneschi)说,这是探索基于聚合物的蛋白质模拟物的许多研究文章中的第一篇,他已经欧洲杯猜球平台在为将来的材料计划应用。欧洲杯足球竞彩

例如,Resilin在昆虫的腿和翅膀中发现的柔性蛋白质可用于创建多功能无人机和其他机器人技术。

当您谈论聚合物时,有些人立即想到塑料袋和瓶子。相反,这些是非常实用的高级精密材料,可访问。欧洲杯足球竞彩

Nathan Gianneschi,研究负责人,雅各布和罗莎琳·科恩化学教授,温伯格艺术与科学学院,西北大学欧洲杯线上买球

吉安尼斯基(Gianneschi)和伯格(Berger)是该领域中尚待知识产权的发明者。Gianneschi还是麦考密克工程学院的生物医学工程和材料科学与工程学教授,也是生活过程学院的化学研究所成员,辛普森·奎欧洲杯足球竞彩里学院欧洲杯线上买球和西北大学的罗伯特·H·卢里·H·卢里·H·卢伊·H·卢伊·H·卢伊·H·卢伊·H·卢伯·H·卢伯·H·卢伯。

Gianneschi是一家公司Grove Biopharma的联合创始人,旨在创建这些材料作为转化疗法的版本。欧洲杯足球竞彩

这项研究是由一个全北方团队指导的,在化学和生物工程教授Muzhou Wang和Danielle Tullman-Eccel的实验室的支持下。该研究得到了国家科学基金会材料研究部(2004899奖)的支持。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

期刊参考:

O. Berger,。(2022)贻贝粘合剂启发的原始聚合物。美国化学学会doi.org/10.1021/jacs.ss.1c10936

资源:https://northwestern.edu

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