A mistura é uma abordagem eficiente para gerar biomateriais com uma ampla gama de propriedades e as características combinadas. Ao prever as interações moleculares entre diferentes proteínas da seda natural novas silk-seda plataformas liga proteína com resiliência ajustável mecânica, resposta elétrica, transparência óptica, processamento químico, biodegradabilidade ou estabilidade térmica pode ser projetado.
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Artigo de método
Projetando proteína de seda-seda liga Materiais para aplicações biomédicas
Neste artigo
Resumo
Resumo
As proteínas fibrosas exibir diferentes seqüências e estruturas que têm sido utilizados para diversas aplicações em áreas biomédicas, tais como biossensores, nanomedicina, regeneração de tecidos e entrega da droga. Concepção de materiais com base nas interações em escala molecular entre estas proteínas irá ajudar a gerar novos biomateriais liga proteína multifuncional com propriedades ajustáveis. Tais sistemas de materiais de liga também proporcionar vantagens em relação aos polímeros sintéticos tradicionais devido à biodegradabilidade materiais, biocompatibilidade, e Viabilidade no corpo. Este artigo usou as misturas de proteína de seda selvagem tussah (Antheraea pernyi) e doméstico amoreira seda (Bombyx mori) como um exemplo para fornecer protocolos úteis em relação a esses temas, incluindo como prever as interações proteína-proteína por métodos computacionais, como para a produção de ligas de proteína soluções, como verificar sistemas de ligas por análise térmica, e como fabricar ligas variáveisincluindo materiais ópticos com redes de difração, materiais elétricos com revestimentos circuitos e materiais farmacêuticos para liberação da droga e entrega. Estes métodos podem fornecer informações importantes para a concepção de a próxima geração de biomateriais multifuncionais baseados em ligas diferentes de proteínas.
Introdução
Natureza criou estratégias para gerar matrizes biológicas sintonizáveis e multifuncionais, utilizando um número limitado de proteínas estruturais. Por exemplo, a elastina e colagénio são sempre utilizados em conjunto in vivo para proporcionar as forças ajustáveis e funções necessárias para tecidos específicos 1,2. A chave para esta estratégia é a mistura. Blending envolve a mistura de proteínas com proporções específicas e é uma abordagem tecnológica para gerar sistemas de materiais simples com sintonizável e propriedades variadas 3-5. Comparada com as estratégias de engenharia sintéticos 6,7, a mistura também pode melhor....
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Protocolo
1 Predição de Interações Proteína
- Bioinfomatics Análise de moléculas de proteínas
- Visite o Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia website (www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/), e pesquisar os nomes de proteínas que serão utilizadas para o estudo da liga. Nota: Para este exemplo, foram usadas duas proteínas: a proteína A, que é a fibroína de seda tussah selvagem, e proteína B, que é a fibroína de seda amoreira doméstico. Para uma proteína, as sequências de aminoácidos podem ser encontradas em "fibroína [Antheraea pernyi] GenBank: AAC32606.1" (Antheraea pernyi é o chinês (carvalho) Tussah Traça). Para a proteína B, as sequências de am....
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Resultados
Interacções proteína-proteína típica (por exemplo, entre a proteína A e proteína B) podia conter carga (charge-electrostáticas) atracções, a formação de ligações de hidrogénio, interacções hidrofóbicas-hidrofílicas, bem como dipolo, solvente, contra-ião, e efeitos entrópicos entre o específico os domínios de duas proteínas (Figura 2) 3. Portanto, fundamentalmente, podemos prever os efeitos dessas interações por meio de simulações computacionais.
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Discussão
Um dos processos mais críticos na produção de proteínas do sistema "liga" é para verificar a miscibilidade das proteínas combinadas. Caso contrário, é apenas uma mistura de proteína ou proteína sistema composto imiscíveis sem propriedades estáveis e ajustáveis. Um método de análise térmica experimental pode ser utilizado para este fim e para confirmar as suas propriedades da liga. Interacções proteína-proteína pode ser visualizada de acordo com o modelo de Flory-Huggins estrutura 48 como as intera.......
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Divulgações
Não há conflitos de interesse declarados.
Agradecimentos
Os autores agradecem a Universidade Rowan para apoio a esta pesquisa. XH também graças Dr. David L. Kaplan, da Universidade Tufts e do NIH P41 Tissue Resource Center Engenharia (TERC) para treinamentos técnicos anteriores.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Calorímetros Exploratórios Diferenciais (DSC) Q100 | Instrumentos TA, New Castle, DE, EUA | N/A | Você pode usar qualquer tipo de DSC com um software para calcular a capacidade térmica. |
| Sistema de pulverização catódica a vácuo SS30T | T-M Vacuum Products, Inc., Cinnaminson, NJ, EUA | N/A | Com peças personalizadas; você pode usar qualquer tipo de sistema de pulverização catódica para revestir. |
| VWR 1415M Forno a vácuo | VWR International, Bridgeport, NJ, EUA | N/A | Pode utilizar qualquer tipo de forno a vácuo para reticular fisicamente as amostras. |
Referências
- 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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Reimpressões e permissões
