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蛋白质散布的矿物表面伯克利实验室科学家印象的增长

Published on December 15, 2009 at 7:01 PM

劳伦斯伯克利国家实验室的分子铸造厂的科学家有印象蛋白质散布的矿物表面增长与史无前例的解决方法的,提供瞥见到生活系统设计的关键结构上的材料。 当它发生,小组的高分辨率技术显示生物使用的自然结构海上和在岸,并且可能提供方法观察和操纵此晶体成长。

肽和钙在晶体成长期间收集的一个基本强制显微镜图象的乙二酸酯一水化物晶体结构设计。 此图象下缘是大约 60 个原子。 (吉姆 DeYoreo 镜象,和。 Al)

对百万几年,有机体从海藻到人使用了组织矿物的 biomineralization-the 进程例如碳酸钙到生物系统对生成壳、脊椎、骨头和其他结构上的材料。 最近,研究员开始解开这些 biominerals 的结构和构成。 然而,知道原生质如何与矿物配合形成这些复杂结构保持一个强大的挑战,因为它要求不干扰也不修改这个当地环境的分子级的解决方法和迅速想象功能。

基本强制显微学,跟踪毫微米缩放比例小山和谷在水晶的地形间有锋利的探测的,是常用的学习表面。 探测在材料间遇到的偏折被转换成电信号然后用于生成表面的图象。 然而,要求一次仔细平衡操作维护锋利的探测提供的这个解决方法和必要的这种灵活性留下软的生物分子镇定自若。 现在,开发了一个工具能辩明精美生物材料和详细的波动在水晶的表面所有一会儿注意成矿进程的分子铸造厂研究员在蛋白质面前。

“我们一贯地找到一个途径对在困难水晶表面的图象软的大分子与分子解决方法,并且我们执行它在解决方法,并且在室温,是可适用对自然环境”,副主任说吉姆 DeYoreo,分子铸造厂,美国能源部的国家用户设备位于提供技术支持给 nanoscience 研究员环球的伯克利实验室。

当水晶每次,生长一个基本步骤 “与这些杂种探测,我们可以字面上注意原生质与水晶表面配合。 没人能直到现在注意与这种的此进程解决方法”,一位博士后的学者说 Raymond Friddle,劳伦斯伯克利国家实验室的。

DeYoreo, Friddle,共同执笔者马特织工和罗杰 Qiu (劳伦斯 Livermore 国家实验室),比尔 Casey (加州大学,迪维斯) 和 Andrzej Wierzbicki (南阿拉巴马的大学),使用的这些 “杂种’基本强制显微镜探查学习钙乙二酸酯一水化物生长水晶,矿物存在人力肾结石和肽,执行在活细胞的新陈代谢的功能的聚合物分子之间的交往。 这些杂种探测结合锋利和灵活性,是关键的在达到要求的这个速度和解决方法监控与最小的干扰的生长水晶到肽。

小组的发现显示一个复杂进程。 在钙乙二酸酯一水化物一个带阳电荷的小平面,肽形成操作象切换启用晶体成长开/关的影片。 然而,在一个带负电荷的小平面,肽在表面一起挤创建慢或请加速晶体成长的字符串。

“我们的结果显示肽的作用对生长水晶复杂比与更加简单,小的分子。 肽形状在解决方法的倾向于动摇,并且根据条件,复杂进程肽坚持表面给他们控制象一套的晶体成长 “切换,节流孔和闸’”, Friddle 说。 “他们可以减慢或加速增长,甚至从尖锐转换它到与在解决方法情况的零钱”。

这个小组计划使用他们新的途径调查水晶表面根本物理在解决方法的和加深他们的了解对原生质和水晶如何配合。 “我们相信这些结果将打更好的控制对技术水晶,对材料综合的 biomimetic 途径的基础,并且难组织病理学的潜在的疗法”, DeYoreo 补充说。

肽矿物交往纸 “Subnanometer 基本强制显微学与加速度和浩劫链接成群和竞争”,由 Raymond Friddle,马特织工、罗杰 Qiu, Andrzej Wierzbicki,威廉 H. Casey 和詹姆斯 J. DeYoreo,出现于国家科学院的行动并且在线是可用在国家科学院的行动。

主任支持在分子铸造厂的此工作,科学办公室,基本的能源科学,材料学分部和工程办公室,母鹿根据合同不 DE-AC02-05CH11231。

Last Update: 13. January 2012 05:34

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