El diseño de proteínas de seda-seda aleaciones para aplicaciones biomédicas

Resumen

La mezcla es un enfoque eficaz para generar biomateriales con una amplia gama de propiedades y características combinadas. Al predecir las interacciones moleculares entre las diferentes proteínas de la seda natural, nuevas plataformas de aleación de proteínas de seda de seda con la resistencia mecánica sintonizable, respuesta eléctrica, transparencia óptica, procesamiento químico, biodegradabilidad, estabilidad térmica o se pueden diseñar.

Resumen

Las proteínas fibrosas muestran diferentes secuencias y estructuras que se han usado para diversas aplicaciones en los campos biomédicos, tales como biosensores, la nanomedicina, la regeneración de tejidos, y la administración de fármacos. Materiales basados ​​en las interacciones a escala molecular entre estas proteínas Diseñar ayudará a generar nuevos biomateriales aleación proteína multifuncional con propiedades sintonizables. Tales sistemas de materiales de aleación también proporcionan ventajas en comparación con polímeros sintéticos tradicionales debido a la biodegradabilidad materiales, biocompatibilidad, y plausibilidad en el cuerpo. Este artículo utiliza las mezclas de proteínas de seda salvaje tussah (Antheraea pernyi) y seda de mora del interno (Bombyx mori) como ejemplo para proporcionar protocolos útiles con respecto a estos temas, entre ellos cómo predecir las interacciones proteína-proteína mediante métodos computacionales, cómo producir aleación de proteína soluciones, cómo verificar los sistemas de aleación por análisis térmico, y la forma de fabricar materiales de aleación de variablesincluyendo los materiales ópticos con rejillas de difracción, materiales eléctricos con circuitos, recubrimientos y materiales farmacéuticas para la liberación del fármaco y la entrega. Estos métodos pueden proporcionar información importante para el diseño de los biomateriales multifuncionales de última generación basado en diferentes aleaciones de proteínas.

Introducción

La naturaleza ha creado estrategias para generar matrices biológicas sintonizables y multifuncionales utilizando un número limitado de proteínas estructurales. Por ejemplo, elastins y colágenos siempre se usan juntos en vivo para proporcionar las ventajas y funciones ajustables requeridos para tejidos específicos ^1,2. La clave de esta estrategia es la mezcla. Blending involucra proteínas mezclado con proporciones específicas y es un enfoque tecnológico para generar sistemas de materiales simples con sintonizable y variadas propiedades ^3-5. En comparación con las estrategias de ingeniería sintéticos ^6,7, la mezcla también pued....

Protocolo

1. Predicción de interacciones de proteínas

1. Análisis Bioinformática de moléculas de proteína
   1. Visite el sitio web del Centro Nacional de Información Biotecnológica (www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/), y buscar los nombres de las proteínas que se utilizarán para el estudio de la aleación. Nota: Para este ejemplo, se usaron dos proteínas: la proteína A, que es la fibroína de seda tussah salvaje, y la proteína B, que es la fibroína de seda de morera doméstica. Para la proteína A, las secuencias de aminoácidos se pueden encontrar en "fibroína [Antheraea pernyi] GenBank: AAC32606.1" (Antheraea pernyi es el chino (Oak) tusor polilla). Para la proteí....

Resultados

Típica interacciones proteína-proteína (por ejemplo, entre la proteína A y proteína B) pueden contener carga-carga (electrostáticas) lugares de interés, la formación de enlaces de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas hidrófilo-, así como dipolo, disolvente, contraión, y los efectos entrópicos entre la específica dominios de las dos proteínas (Figura 2) ^3. Por lo tanto, en lo fundamental, podemos predecir los efectos de estas interacciones mediante simulaciones computacionales.

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Discusión

Uno de los procedimientos más importantes en la producción de "aleación" sistema de la proteína es verificar la miscibilidad de las proteínas mezcladas. De lo contrario, es sólo una mezcla de proteínas o proteína sistema compuesto inmiscible sin propiedades estables y sintonizables. Un método de análisis térmico experimental se puede utilizar para este fin y para confirmar sus propiedades de la aleación. Interacciones proteína-proteína pueden ser vistos de acuerdo con el modelo de Flory-Huggins celosía ^48.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Q100 Calorímetros diferenciales de barrido (DSC)	TA Instruments, New Castle, DE, USA	N/A	Puede utilizar cualquier tipo de DSC con un software para calcular la capacidad calorífica.
Sistema de pulverización catódica al vacío SS30T	T-M Vacuum Products, Inc., Cinnaminson, NJ, EE. UU	N/A	Con piezas hechas a medida, puede utilizar cualquier tipo de sistema de pulverización catódica para recubrir.
VWR 1415M Horno de vacío	VWR International, Bridgeport, NJ, EE. UU	N/A	Puede utilizar cualquier tipo de horno de vacío para reticular físicamente las muestras.

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