Biomineralizacja w inżynierii tkanek twardych
Kości, zęby, skorupa, a nawet delikatna konstrukcja błony komórkowej są zależne od biomineralizacji – procesu, w którym białka wykorzystują minerały, takie jak wapń. Naukowcy z UE przyjrzeli się temu fascynującemu obszarowi, który ma szansę zrewolucjonizować naukę o materiałach.Białka mogą tworzyć zarówno twarde, jak i miękkie tkanki, ale obecna wiedza na temat obszaru tkanki twardej jest niewystarczająca. Trudności w badaniu struktur i funkcji białek na nieorganicznych stałych powierzchniach sprawiają, że niewiele wiadomo na temat specjalnych relacji pomiędzy strukturą a funkcją na poziomie molekularnym, które regulują proces biomineralizacji.
W ramach projektu BIOSILICA FORMATION (A multi-spectroscopic investigation of protein structure in biosilica composites) zbadano cząsteczki, które są zaangażowane w proces dodawania krzemionki do ścian komórkowych okrzemków. Celem projektu było w szczególności wyjaśnienie mechanizmów rozpoznawania molekularnego wykorzystywanych przez białka.
Co ważne, okrzemki potrafią syntezować nanofazowe struktury krzemionkowe w swoim domowym środowisku – w wodzie morskiej o temperaturze pokojowej. Naukowcy badający materiały muszą przeprowadzać analizy w ekstremalnych warunkach, na przykład w warunkach skrajnej temperatury i pH.
Program badawczy obejmował rozpoznawanie białek w fazach mineralnych, budowę białek w miejscach interakcji z minerałami i aktywność łańcuchów bocznych aminokwasów podczas orientacji białek na powierzchni międzyfazowej minerałów.
Naukowcy zastosowali szereg badań spektroskopowych, powszechnie stosowanych w badaniach biomateriałów. Za pomocą spektroskopii częstotliwości sumarycznej, magnetycznego rezonansu jądrowego stanu stałego, mikroskopii elektronowej i symulacji zbadali, w jaki sposób podstawowe peptydy wywierają wpływ na struktury biomineralne.
Naukowcy uczestniczący w projekcie BIOSILICA FORMATION wykorzystali szereg peptydów lizynowo-leucynowych, cząsteczek reporterowych, jak również powtórzone sekwencje białka silafiny okrzemek w celu zbadania ich interakcji z minerałami oraz reakcji wytrącania.
Wyniki badań pozwalają na poznanie szczegółów struktury łańcucha bocznego podczas biomineralizacji. W połączeniu z fałdowaniem międzyfazowym można odtworzyć model morfologii uzyskanej krzemionki w cząstkach i cienkich foliach o wielkości nanometrów.
Badanie BIOSILICA FORMATION ujawniło rolę białka w procesie biomineralizacji. Ta nowo opracowana platforma wiedzy będzie służyć jako wzór dla projektowania biomateriałów i urządzeń biomedycznych.
Źródło: www.cordis.europa.eu
W ramach projektu BIOSILICA FORMATION (A multi-spectroscopic investigation of protein structure in biosilica composites) zbadano cząsteczki, które są zaangażowane w proces dodawania krzemionki do ścian komórkowych okrzemków. Celem projektu było w szczególności wyjaśnienie mechanizmów rozpoznawania molekularnego wykorzystywanych przez białka.
Co ważne, okrzemki potrafią syntezować nanofazowe struktury krzemionkowe w swoim domowym środowisku – w wodzie morskiej o temperaturze pokojowej. Naukowcy badający materiały muszą przeprowadzać analizy w ekstremalnych warunkach, na przykład w warunkach skrajnej temperatury i pH.
Program badawczy obejmował rozpoznawanie białek w fazach mineralnych, budowę białek w miejscach interakcji z minerałami i aktywność łańcuchów bocznych aminokwasów podczas orientacji białek na powierzchni międzyfazowej minerałów.
Naukowcy zastosowali szereg badań spektroskopowych, powszechnie stosowanych w badaniach biomateriałów. Za pomocą spektroskopii częstotliwości sumarycznej, magnetycznego rezonansu jądrowego stanu stałego, mikroskopii elektronowej i symulacji zbadali, w jaki sposób podstawowe peptydy wywierają wpływ na struktury biomineralne.
Naukowcy uczestniczący w projekcie BIOSILICA FORMATION wykorzystali szereg peptydów lizynowo-leucynowych, cząsteczek reporterowych, jak również powtórzone sekwencje białka silafiny okrzemek w celu zbadania ich interakcji z minerałami oraz reakcji wytrącania.
Wyniki badań pozwalają na poznanie szczegółów struktury łańcucha bocznego podczas biomineralizacji. W połączeniu z fałdowaniem międzyfazowym można odtworzyć model morfologii uzyskanej krzemionki w cząstkach i cienkich foliach o wielkości nanometrów.
Badanie BIOSILICA FORMATION ujawniło rolę białka w procesie biomineralizacji. Ta nowo opracowana platforma wiedzy będzie służyć jako wzór dla projektowania biomateriałów i urządzeń biomedycznych.
Źródło: www.cordis.europa.eu
wstecz Podziel się ze znajomymi
03-03-2023
Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu
Nie zawsze zegar atomowy działa lepiej niż kwarcowy.
03-03-2023
Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid
Przez długi czas może mieć takie objawy jak zmęczenie.
03-03-2023
Uniwersytet Warszawski będzie kształcić kadry dla energetyki jądrowej
Przekazał Wydział Fizyki UW.
Recenzje