혼합 속성과 결합하여 광범위한 기능과 생체 물질을 생성 할 수있는 효율적인 방법입니다. 다른 천연 실크 단백질 분자 사이의 상호 작용을 예측함으로써, 가변 기계적 복원력 전기적 응답, 광학 투명성, 화학적 가공성, 생분해 성, 또는 열적 안정성을 가진 새로운 실크 실크 단백질 합금 플랫폼을 설계 할 수있다.
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이 논문에서
요약
초록
섬유 단백질은 바이오 센서, 나노 의학, 조직 재생 및 약물 전달과 같은 생의학 분야에서 다양한 용도로 사용되어왔다 서로 다른 서열과 구조를 표시합니다. 이 단백질 사이의 분자 규모의 상호 작용을 기반으로 자료를 설계하는 것은 조정 가능한 특성을 가진 새로운 다기능 단백질 합금 생체 물질을 생성하는 데 도움이됩니다. 이러한 합금 재료 시스템은 또한 때문에 체내에서 생분해 성 재료, 생체 적합성 및 tenability 전통적인 합성 중합체에 비해 이점을 제공한다. 이 문서에서는 단백질 합금을 생산하는 방법 계산 방법에 의해 단백질 - 단백질 상호 작용을 예측하는 방법을 포함하여이 주제에 관한 유용한 프로토콜을 제공하기 위해 예를 들어 야생 tussah 실크 (Antheraea의 pernyi) 및 국내 뽕나무 실크 (Bombyx 모리)의 단백질 혼합 사용 솔루션은, 어떻게 열 분석에 의해 합금 시스템을 확인하는 방법과 변수 합금 재료를 제조회절 격자와 광학 재료, 회로 코팅과 전기 재료 및 약물 방출 및 전달을위한 제약 재료 포함. 이러한 방법은 다른 단백질 합금에 기초하여 차세대 다기능 생체 재료 설계에 중요한 정보를 제공 할 수있다.
서론
활동은 구조 단백질의 제한된 수를 사용하여 가변 다기능 생물학적 행렬을 생성하기위한 전략을 만들었다. 예를 들어, elastins 및 콜라겐은 항상 특정 조직 1,2에 필요한 조정의 장점과 기능을 제공하기 위해 생체 내에서 함께 사용됩니다. 이 전략의 핵심은 블렌딩이다. 블렌딩 비율은 특정 단백질과의 혼합을 포함하고 가변하고 다양한 특성 3-5 간단한 재료 시스템을 생성하는 기술 접근 방법이다. 합성 공학 전략 6,7과 비교하여, 혼합 재료는 균일 인한 운전 8-16의 용이성 물질을 처리 할 수있는 능력을 향상시킬 수있다. 따라서, 다기능, 생체 단백질 합금 재료를 설계하는 의학 연구의 새로운 영역이다. 이 기술은 세포 및 조직의 기능 VIT 모두에서 천연 단백질 기질의 영향에 대한 체계적인 지식을 제공한다RO 및 생체 10,17한다. 다른 단백질 사이의 분자 인터페이스를 최적화함으로써, 단백질 계 합금 재료는, 예컨대 열 상이한 온도에서의 안정성, 가변 장기에 다양한 조직, 전기적 감도를 지원하는 탄성 및 각막 조직 재생 3 광학 특성 등의 물리적 기능의 범위를 포괄 할 수있다 18-27.
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프로토콜
단백질 상호 작용의 1 예측
- 단백질 분자의 분석의 bioinformatics
- 생명 공학 정보 웹 사이트에 대한 국립 센터 (www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/)를 방문하고, 합금 연구에 사용되는 단백질의 이름을 검색 할 수 있습니다. 주 :이 예에서는,이 단백질이 사용되었다 : 야생 tussah 실크 피브로인 인 단백질 A, 및 국내 뽕나무 실크 피브로인 단백질 인 B를,. 단백질의 경우, 아미노산 서열은 "[Antheraea pernyi] GenBank 등록 피브로인 : AAC32606.1를"에서 찾을 수있다 (Antheraea의 pernyi는 중국어 (오크) Tussah 엄이다). 단백질 B를 들어, 아미노산 서열에서 발견 될 수있는 "피브로인 중쇄 전구체 [Bombyx 모리] NCBI 레퍼런스 시퀀스 : NP_001106733.1"및 "피브로인 경쇄 전구체 [Bombyx 모리] NCBI 참조 서열 NP_001037488.1"함께 (Bombyx 모리)는 뽕나무의 길 들여진 누에이다.
- 선택 및 사데이터베이스에서 단백질과 단백질 B의 아미노산 서열을했습니다.
- ExPASy 홈페이지 (SIB 정보학 자원 포털) (www.expasy.org) 방문 또는 포함한 서열에 기초하여....
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결과
(단백질 및 단백질 B 사이 예) 전형적인 단백질 - 단백질 상호 작용은 전하 - 전하 (정전) 명소, 수소 결합 형성, 소수성 - 친수성 상호 작용뿐만 아니라, 다이폴, 용매, 카운터 이온 및 특정 사이 엔트로피 효과가 포함되어있을 이 단백질의 도메인 (그림 2) 3. 따라서, 근본적으로, 우리가 계산 시뮬레이션에 의한 이러한 상호 작용의 효과를 예측할 수있다.
도 단백질과 단백질 B. 2 사이의 상호 작용은 일반적으로, 이러한 상호 작용은 전하 - 전하 (정전) 명소, 수소 결합의 형성, 또는 이들 두 단백질의 특정 도.......
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토론
"합금"단백질 생산 시스템에서 가장 중요한 절차의 하나가 블렌딩 된 단백질의 상용 성을 검증하는 것이다. 그렇지 않으면, 안정된 특성과 동조하지 않고 단지 비혼 화성 혼합물을 단백질 또는 단백질 합성 시스템이다. 실험 열 분석 방법은, 이러한 목적을 위해 사용될 수 있고, 그들의 합금의 특성을 확인하기 위해. 단백질 - 단백질 상호 작용은 플로리 - 허긴의 격자 "용매"(우세한 단백질 성분) 사이의 상호 작용과 같은 모델 (48) 및 "용질"(마이너 단백질 성분)에 따라 확인할 수있다. 이 모델에 기초하여, "용매"및 "용질"사이 혼합 동안 자유 에너지 변화는 블렌드 (48)의 상용 성을 제어. 일반적으로 상용 성 정도의 세 가지가있다 : (a) 완전 혼화 (거시적 형태 1 단계 소재), (b) 준 안정 (양식 세미 혼화 재료 상), 및 (c)은 비혼 화성 (개별 단백질과 B 도메인) 3,4.......
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공개 사항
관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.
감사의 글
저자는이 연구의 지원 로완 대학 감사합니다. 터프 츠 대학의 XH도 덕분에 박사 데이비드 L. 카플란 및 이전 기술 교육에 대한 NIH P41 조직 공학 정보 센터 (TERC).
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Q100 시차 주사 열량계(DSC) | TA Instruments, New Castle, DE, USA | N/A | 소프트웨어와 함께 모든 유형의 DSC를 사용하여 열 용량을 계산할 수 있습니다. |
| SS30T 진공 스퍼터링 시스템 | TM 진공 제품, Inc., Cinnaminson, 뉴저지, 미국 | N / A | 맞춤형 제작 부품; 당신은 코팅하기 위해 스퍼터링 시스템의 모든 유형을 사용할 수 있습니다. |
| VWR 1415M 진공 오븐 | VWR International, Bridgeport, NJ, USA | N/A | 모든 유형의 진공 오븐을 사용하여 샘플을 물리적으로 가교할 수 있습니다. |
참고문헌
- Rosenbloom, J., et al. Extracellular matrix 4: The elastic fiber. FASEB J. 7, 1208-1218 (1993).
- Traub, W., et al. On the molecular structure of collagen. Nature. 221, 914-917 (1969).
- Hu, X., et al.
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재인쇄 및 허가
