يقدم هذا البروتوكول ثلاث طرق تحضير سريعة وبسيطة تستخدم الظروف البيئية لتحفيز التجميع الذاتي للببتيدات في الهلاميات المائية. بالإضافة إلى ذلك ، تم وصف توصيف الهلاميات المائية الببتيد ، مما يدل على أنه يمكن تشكيل الهلاميات المائية الببتيد المستقرة ميكانيكيا في ظل هذه الظروف المباشرة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تحضير الهلاميات المائية الببتيدات ذاتية التجميع المستقرة ميكانيكيا
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
الهلاميات المائية الببتيد عبارة عن مواد هلامية شبكية ثلاثية الأبعاد محبة للماء للغاية تتكون من التجميع الذاتي للألياف النانوية أو البوليمرات ، مما يخلق شبكات قفل الماء. يشبه مورفولوجيتها إلى حد كبير مصفوفة خارج الخلية ، مما يسمح لها بإظهار كل من الوظائف البيولوجية للببتيدات وخصائص الهلام المستجيبة. أدت هذه الخصائص الفريدة إلى تطبيقها على نطاق واسع في هندسة الأنسجة ، وزراعة الخلايا ثلاثية الأبعاد ، وعلاج السرطان ، والطب التجديدي ، وغيرها من المجالات الطبية الحيوية. توضح هذه المقالة ثلاث طرق لإعداد الهلاميات المائية ECF-5 الببتيد باستخدام الببتيدات ذاتية التجميع مع عمليات التبلور المستجيبة بيئيا: (1) التبلور المستجيب للأس الهيدروجيني: تؤدي مستويات الأس الهيدروجيني المتفاوتة إلى البروتون أو إزالة البروتون من بقايا الأحماض الأمينية ، وتغيير التفاعلات الكهروستاتيكية بين جزيئات الببتيد وتعزيز تجميعها الذاتي في الهلاميات المائية. (2) إضافة أيون المعدن: يتم خلب أيونات المعادن متعددة التكافؤ مع بقايا الأحماض الأمينية سالبة الشحنة ، وتعمل كجسور بين الببتيدات لتشكيل هيدروجيل شبكي ؛ (3) تبادل المذيبات: يتم إذابة الببتيدات الكارهة للماء في البداية في مذيبات عضوية غير قطبية وبالتالي تحفز التجميع الذاتي في الهلاميات المائية عند الانتقال إلى بيئة مائية قطبية. تستخدم هذه الطرق الإجراءات التجريبية التقليدية لتسهيل التجميع الذاتي للببتيد في الهلاميات المائية. من خلال تصميم تسلسلات الببتيد لتتماشى مع ظروف محددة تحفز الهلام ، من الممكن تحقيق هياكل دقيقة / نانوية ووظائف بيولوجية مضبوطة بدقة ، مما يسلط الضوء على الإمكانات الكبيرة للهلاميات المائية الببتيد في المجال الطبي الحيوي.
المقدمة
من خلال تصميم تسلسلات الببتيد ، تؤدي التفاعلات غير التساهمية بين الببتيدات إلى التجميع الذاتي ، مما يؤدي إلى تكوين هياكل دقيقة ونانومترية مرتبة ، بما في ذلك الأنابيب النانوية ، والأشرطة النانوية ، والألياف النانوية ، والهياكل الكروية1. عند تجميعها ذاتيا في ألياف / شرائط ميكرو ونانومتر ، تظهر هذه الهياكل خصائص هيدروجيل مجهرية. تختلف الهلاميات المائية ذاتية التجميع للببتيد عن الهلاميات المائية البوليمرية من حيث أنها تتجمع ذاتيا من خلال التفاعلات غير التساهمية ، وشكلها الهلامي قابل للعكس ، وتستجيب بسهولة لظروف محددة للانتقال بين مرحلتي المحلول والهلام2. على سبيل المثال ، يمكن حث ببتيدات الأ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تفاصيل البلازميدات والكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في جدول المواد.
1. طريقة استجابة الأس الهيدروجيني
- أضف 5 ملغ من ببتيدات ECF-5 إلى 400 ميكرولتر من الماء منزوع الأيونات. صوتنة عند 40 كيلو هرتز لمدة 30 دقيقة واخلطها جيدا.
- أضف 40 ميكرولتر من هيدروكسيد الصوديوم (1 متر ، مفلتر من خلال مرشح 0.22 ميكرومتر) إلى محلول الببتيد. دوامة وتخلط جيدا. استمر في الصوتنة لمدة 15 دقيقة حتى يتم توضيح المحلول تماما.
- أضف 60 ميكرولتر من حمض الهيدروكلوريك. دوامة بسرعة وضمان الخلط الشامل. اترك الخليط في درجة حرارة الغرفة لأكثر من 30 دقيقة لتسهيل تكوين ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
تتيح الطرق الثلاث الموضحة في هذه المقالة لإعداد الهلاميات المائية الببتيد إنتاجا سريعا وبأسعار معقولة ومباشرا. ترتبط وظيفة الهيدروجيل بتسلسل الببتيد. هنا ، يتم استخدام ببتيد ECF-5 كمثال تمثيلي لإثبات خصائصه الفيزيائية ، بما في ذلك التشكل المجهري والخصائص الميكانيكية.
كما هو موضح في الشكل 1 أ والشكل التكميلي 1 ، يحتوي ببتيد ECF-5 على تسلسل يشبه الجلوتاثيون وتسلسل ثنائي الببتيد فينيل ألانيل ، مما يمنحه خصائص مختزلة للجلوتاثيون والقدرة على التجميع ال.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
في العقود القليلة الماضية ، بعد اكتشاف تسلسل الببتيد ذاتي التجميع المشتق من بروتينات الأميلويد ، تم تصميم العديد من الببتيدات ذاتية التجميع بناء على خصائصها ، مما يدل على إمكانات كبيرة للتطبيقات في الطب الحيوي وعلومالمواد 19. أظهرت الهلاميات المائية الببتيدية قدرات وظيفية حيوية فريدة في زراعة الأنسجة وتوصيل الأدوية وعلاجالأورام 20.
توضح هذه المقالة طرق تحضير بسيطة وسريعة لثلاثة أنواع من الهلاميات المائية للببتيد:.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح للإفصاح عنه.
شكر وتقدير
تم دعم هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم 11674344 و 22201026) وبرنامج البحث الرئيسي للعلوم الحدودية ، CAS (رقم المنحة QYZDJ-SSW-SLH019).
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 3-أمينوبروبيل) ثلاثي إيثوكسي سيلان | علاء الدين | A107147 | / |
| مجهر القوة الذرية | بروكر | متعدد الأوضاع النانو VIII | / |
| CaCl 2< / sub> | علاء الدين | C290953 / | |
| ثنائي فينيل ألانين (FF) الببتيد | الصيني | نقاء قابل للتخصيص | > 95٪ |
| DMSO | سيجما ألدريتش | 34869 | / |
| ECF-5 الببتيدات تسلسل | الببتيد | الصيني: نقاء ECAFF | > 95٪ |
| حمض الهيدروكلوريك | علاء | الدين H399657 ؛ | / |
| ميكا | سيجما ألدريتش | AFM-71856-02 | / |
| فوسفات محلول ملحي | مخزن علاء الدين | P492453 | / |
| مقياس الريومتر | أنطون بار GmbH | MCR302 | / |
| ناتئ السيليكون | MikroMasch | XSC11 | / |
| كلوريد الصوديوم | علاء | الدين C111549 | / |
| هيدروكسيد الصوديوم | علاء | الدين S140903 | / |
| تريس هيدروكلوريد | علاء الدين | T431531 | / |
المراجع
- Whitesides, G. M., Mathias, J. P., Seto, C. T. Molecular self-assembly and nanochemistry: a chemical strategy for the synthesis of nanostructures. Science. 254 (5036), 1312-1319 (1991).
- Matson, J. B., Zha, R. H., Stupp, S. I. Peptide sel....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
