Posted in | Nanomedicine | Nanomaterials

Avbildad Tillväxt för det Berkeley Labbet Ytbehandlar Forskare av Protein-Dubbad Mineral

Published on December 15, 2009 at 7:01 PM

Forskare på den Lawrence Berkeley Medborgare som Laboratoriumets Molekylära Gjuteri har avbildat tillväxten av protein-dubbad mineral, ytbehandlar med aldrig tidigare skådad upplösning som ger en skymt in i nyckel- strukturella material som iscensättas av uppehällesystem. Lagets teknik med hög upplösning avslöjer den naturliga mekanismen som används av varelser på havet och på den likadana kusten och kunde ge hjälpmedel som ska observeras, och råd denna crystal tillväxt, som den uppstår.

Modellerar av peptides, och kristallen strukturerar av calciumoxalatemonohydraten på ett atom- styrkamikroskop avbildar samlat under crystal tillväxt. Bottnen kantar av denna avbildar är omkring 60 atoms across. (Avbilda artighet av Jim DeYoreo, et. al)

För miljoner av år har organismer från alger till människor använt biomineralization-the som är processaa av uppläggningmineraler liksom calciumcarbonate in i biologiskt system-till, frambringar beskjuter, ryggar, ben och andra strukturella material. För en tid sedan har forskare börjat att riva upp strukturera och sammansättningen av dessa biominerals. Emellertid återstår överenskommelse, hur biomolecules påverkar varandra med mineraler för att bilda dessa komplexa arkitekturer, en formidabel utmaning, som den kräver molekylär-jämna upplösnings- och for-avbilda kapaciteter som inte störer eller förändrar lokalmiljön.

Atom--Styrka microscopy, som spårar nanometer-fjäll kullar, och dalar över en kristalls terrain med en kor sonderar, är ofta den van vid studien ytbehandlar. Avböjningarna möten för en sond över ett materiellt översätts in i elektriskt signalerar van vid skapar därefter en avbilda av ytbehandla. Emellertid försiktigt nødvändigt agerar ar att balansera för att underhålla upplösningen förutsatt att av en korsond och böjligheten som behövs för att lämna mjuka biologiska molekylar unperturbed. Nu har Molekylära Gjuteriforskare framkallat en bearbeta som är kompetent att urskilja delikat biologiska material och minimala vågformighetar på en kristalls ytbehandla-alla stunder som håller ögonen på mineralizationen som är processaa i närvaroen av proteiner.

”Har Vi funnit en att närma sig till konsekvent avbildar mjuka macromolecules på en hård kristall ytbehandlar med molekylär upplösning, och vi har gjort den i lösning och på rumstemperaturen, som är mycket mer tillämpbar till naturliga miljöer,” något att säga Jim DeYoreo, ställföreträdande direktör av den Molekylära Gjuterit, en U.S.-Avdelning av Lättheten för EnergiMedborgareAnvändaren som lokaliseras på det Berkeley Labbet som ger service till nanoscienceforskare runt om världen.

”Med dessa hybrid- sonder, kan vi formligen klockabio-molekylar påverka varandra med en kristall ytbehandlar, som kristallen växer atom- en kliver i sänder. Inget har varit kompetent till klockan detta processaa med denna sort av upplösning till nu,” något att säga Raymond Friddle, endoktors- forskare på det Lawrence Berkeley MedborgareLaboratoriumet.

DeYoreo Friddle, denförfattare Matt Vävaren och Roger Qiu (Lawrence Livermore MedborgareLaboratorium), Räkningen Casey (Universitetar av Kalifornien, Davis) och Andrzej Wierzbicki (Universitetar av Sydliga Alabama), använda dessa ”det hybrid-” atom--styrka mikroskopet sonderar till studien växelverkan mellan en växande kristall av calciumoxalatemonohydraten, en mineralgåva i människanjurestenar, och peptides, polymermolekylar, som bär ut metabolic, fungerar i bosatt celler. Sammanslutningskärpa och böjlighet för Dessa hybrid- sonder, som är avgörande, i att uppnå rusa och upplösningen som krävs att övervaka växa crystal med minsta störning till peptidesna.

Lagets rön avslöjer ett processaa komplex. På a positivt - laddat fasettera av calciumoxalatemonohydraten, peptides bildar en filma som agerar något liknande en koppla för att vända crystal tillväxt 'På/av'. Emellertid på a negativt - laddat fasettera, knuffas peptides tillsammans på ytbehandla för att skapa samla i en klunga, att långsamt eller accelererar crystal tillväxt.

”Är Våra resultat som den showen verkställer av peptides på växa crystal, långt mer försvårad än med enklare lilla molekylar. Formar av peptides i lösning ansar för att fluctuate och beroende av villkorar, bearbetar komplex till och med vilka peptides klibbar ytbehandlar låter dem kontrollera den crystal tillväxtnågot liknande som en uppsättning av ”kopplar, stryper och bromsar”,” Friddle något att säga. ”Kan De endera sakta eller accelerera tillväxt, eller koppla även den från på till av med lilla ändringar i lösning villkorar skarpt.”,

Laget planerar för att använda deras nytt att närma sig för att utforska grundfysik av kristallen ytbehandlar i lösningar och fördjupar deras överenskommelse av hur biomolecules och kristaller påverkar varandra. ”Tror Vi dessa ska resultat lägger fundamentet för bättre kontrollerar över teknologiska kristaller som är biomimetic att närma sig till material syntes, och potentiella terapier för hård-silkespapper patologier,”, tillfogar DeYoreo.

Den pappers- ”Subnanometer atom- styrkamicroscopyen av peptide-mineral växelverkan anknyter att samla i en klunga och konkurrens till acceleration och katastrofen,” vid Raymond Friddle, den Matt Vävaren, Roger Qiu, Andrzej Wierzbicki, William H. Casey och James J. DeYoreo, verkar i Förfaranden av MedborgareAkademin av Vetenskaper och är tillgänglig i Förfaranden av MedborgareAkademin av Vetenskaper direktanslutet.

Detta arbete på den Molekylära Gjuterit stöttades av Direktören, Kontoret av Vetenskap, Kontoret av Grundläggande EnergiVetenskaper, Uppdelning av MaterialVetenskap, och Iscensätta, av DOEN Avtala under Inte DE-AC02-05CH11231.

Last Update: 25. January 2012 14:40

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit