Meri-urchin proteiin annab ülevaate skeletiarhiteede isekompleksist

আদর্শ সন্তান গঠনে পিতা মাতার কি কি কর্তব্য?এবং একজন আদর্শ স্বামি কি করে হতে পারে।শাইখ আব্দুল কাইয়ুম (Juuni 2019).

Anonim

Kaltsiumkarbonaat või CaCO3 moodustab rohkem kui 4% kogu maakoorest. Tema kõige levinumad looduslikud vormid on kriit, lubjakivi ja marmor, mis on toodetud miljonite aastate jooksul väikeste fossiisitud teod, karpide ja korallide settete abil.

New Yorgi ülikooli hambaarstide kolledž (NYU hambaarst) uurib, kuidas loodus tekitab mereorganismide, selgrootute eksoskeletoonide ja selgroogsete luude, dentiini ja emailiga kolme-mõõtmelisi CaCO3 anorgaanilisi / orgaanilisi aineid.

Johann Evans, DMD, PhD, NYU Stomatoloogia alusteaduste ja kestva bioloogia osakonna professor, juhib uurimisrühma, mis keskendub biomineraalide moodustumist moduleerivate valkude uurimisele, mis omakorda loob uusi unikaalsete omadustega komposiitmaterjale, nagu suurenenud luumurdude ja punktsioonikindluse resistentsus.

Hiljuti Biochemistry'is avaldatud dokumendis on doktor Evansi laboris doktor Gaurav Jain ja "Mudel meri-urchin spicule maatriksvalk, rSpSM50, hüdrogeelator, mis muudab ja korraldab mineraliseerumise protsessi", uuriti, kuidas CaCO3 maatriks on organiseeritud meremuhjapikulisse (vt joonis 1). Alguses on need spikulud midagi muud kui kriit, kuid koos merikotkas valguga moodustavad nad väikesed "tellised", luues struktuuri, mis pakub mõningaid kõige karmimaid kaitsemeetmeid kiskjate ja karmide ookeanitingimuste vastu.

"Merikottide embrüo sees esinevad esmased mesenhümirakud (PMC-d) hoiavad amorfset CaCO3 maatriksis spikuleid sisaldavaid valke, kui need tellised on kujundatud kaltsiumkarbonaadi kristallide kihtidesse, " märgib dr Jain. "Kuid üksikute spikuleid sisaldavate maatriksvalkude funktsionaalsed ja monteerimisvõimalused ei ole selged. Praegu uurime üht sellist valku, mis on leitud meremuhja embrüo spikulli sees, et mõista, mis muudab need valgud selliseid tõhusaid telliste korraldajaid."

Uurijad vaatasid silma SM50-le, mis on üks kõige rikkalikumad ja hästi uuritud valgud. Nad leidsid, et SM50 valgu rekombinantne versioon, rSpSM50, on kõrgelt agregeeritavast valku, mis moodustab väikeste kapslitesarnaste struktuuride, mida nimetatakse hüdrogeelideks lahuses. Need "želeed" hõivavad väikseid mineraalseid nanoosakesi ja korraldavad need kristalseteks "tellisteks". Veelgi enam, rSpSM50 põhjustab pinna tekstureerimist ja moodustab nendes kristallides juhuslikult omavahel ühendatud poorseid kanaleid.

"RSpSM50 ainulaadne on see, et see soodustab kahe erineva kaltsiumkarbonaat-kaltsiidi ja vaterite vormi ja organismi moodustamist" želees "sees, põhjustades luumurdude vastupidavust üldisele struktuurile, " ütles dr Jain.

Teadlased kasutasid spetsiifilist tiitrimismeetodit, mis näitas üksikasjalikku teavet spikulite moodustumise väga varajaste sündmuste kohta.

"RSpSM50 osutub tõeliselt oluliseks puzzleosaks, kuna see aeglustab moodustamise kineetikat, kuid ei stabiliseerib ega destabiliseerib väga väikseid mineraalseid osakesi, mis lõpuks moodustavad need tellised, " ütleb kaasautor Martin Pendola, PhD.

Alates tsivilisatsiooni algusest on CaCo3 alati olnud mehe lemmikkonstruktsioonimaterjaliks primitiivsete tööriistade, muusikainstrumentide ja tarkvara loomiseks. Tänapäeval on CaCO3 kõige laialdasemalt kasutatav mineraal paberil, plastmassil, värvidel ja katete tööstuses nii täiteainena kui ka selle erilise valge värvina - kattepigmendina.

"Meie praegune teadustöö, mida rahastab USA energeetikaministeerium, võimaldab teadlastel paremini mõista meritsi põrsajas spicule moodustumisega seotud olulist mineraliseerumist ja kogunemisprotsessi, " ütles dr Evans. "Meie lõppeesmärk on määratleda nende valkude molekulaarsed omadused, mis võimaldavad maatriksil monteerida, mineraliseerida ja osaleda looduslike orgaaniliste / anorgaaniliste skeleti struktuuride moodustumisel. Loodetavasti on spikuleenide valkude terviklik arusaamine mida saab ühel päeval kasutada kergete "armor" ja "tugevamate" hammaste komposiitide arendamiseks. "

menu
menu