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Posted in | Nanomaterials

연구팀은 펩타이드 Nanostructures에 의해 전시 놀라운 행동을 발견해

Published on April 9, 2010 at 3:04 AM

실험 때로는 완전히 예기치 못한 현상의 발견으로 이어질 수 있습니다. 그러한 beamline 듀퐁 - 노스웨스턴 - 다우 공동 액세스 팀 5 - ID (DND - CAT)에 노스웨스턴 대학에서 연구자에 의해 수행 실험을하는 동안 관찰 펩타이드 nanostructures (supramolecular 필라멘트의 형태로)에 의해 전시 놀라운 행동과 사건 에서 에너지의 고급 광자 소스의 미국학과 (APS)에서 싱크로 트론 연구소 Argonne 국립 연구소 .

그림은 육각형 배열의 위치를​​ 10 나노미터 지름의 펩티드 필라멘트의 번들을 묘사한. 비슷한 현상은 세포, 눈 각막과 생물학의 다른 분야의 cytoskeletons 자연적으로 발생할 수 있습니다. (하단 오른쪽) 삽입 개별 필라멘트의 분자 구조를 묘사. (SI Stupp의 이미지 예의.)

"펩타이드 nanostructures의 계층적 조직을 명료하게하다하는"동안 교수 사무엘 Stupp, 최근 과학 출판 연구의 선두 저자에 따르면 그의 팀은 물에 분산되면, 그 섬사의 nanostructures이 hexagonally - 포장 번들로 구성 수 있다고 발견했습니다. 연구자들은 용액에 충분히 높은 농도에서 섬유가 자발적으로 결정 구조 (hexagonally - 포장 번들)로 자기 조립 수 있다고 찾아 놀랐다. 더욱 놀라운은 엑스레이도 가끔 필라멘트 결정화를 게재한 nanostructures을 탐사하는 데 사용되는 찾기되었다. 이 작품은 생물 학적 시스템과 재료의 구조를 제어하는​​ 능력에 nanostructures 우리의 이해에 영향을 수 있습니다.

본 연구에 사용되는 필라멘트는 micrometers 수만의 순서에 주위에 10 나노미터와 길이의 직경을 홀리고. 필라멘트는 짧은 펩티드 순서를 포함하는 합성 분자에서 파생되었습니다. 펩티드는 두 개 이상의 아미노산을 포함하는 화합물입니다. 간략 Ala6Glu3 - - 차례로 알킬 분자로 이식할했습니다 여기, 펩타이드 시퀀스는 세 glutamic 산성 분자 보세 여섯 알라닌 아미노산 분자로 구성되어. 그 결과 "supramolecules"필라멘트를 형성 물 속에서 자기 조립.

실험의 순서는 물에 분산 필라멘트의 배열을 공개하도록 설계되었습니다. 필라멘트의 다른 수성 농도가 작은 2 mm - 지름 석영 모세관 내에 있으며 DND - CAT의 beamline에서 작은 각도 X - 선 산란 (SAXS)를 활용하여 공부했습니다. 농도는 0.5에서 5 중량 %로였다. SAXS 데이터는 필라멘트의 농도는 (그림을 참조하십시오. 1) 육각형 포장을 전시 번들로 집계 것으로 나타났다. hexagonally - 포장 번들로 필라멘트의 조직 (즉, 결정화)는 매우 놀라운 것입니다. 낮은 농도 솔루션 (0.5, 1 중량 %로) 만 X - 선 노출을 통해 크리스털 동안 그러나 더욱 주목할는 필라멘트의 높은 농도가 (2, 5 중량 %)를 자발적으로 크리스털 것을 관찰했다.

중 자기 조립하거나 X - 선 노출에 의해 교수 Stupp, 필라멘트의 결정에 따르면, 다른 supramolecular 시스템 "우리가 전에 보지 못했어요"라는 현상을 구성합니다. Stupp는 또한 "APS 싱크로 트론에서 실험을하고, 우리가 X - 레이가 결정을 촉진 수 있다고 찾아 놀랐다."것을 관찰

X - 레이 - 유도 결정화의 매혹적인 기능을 실제로 볼 수 있던 프로세스의 안팎이 없게 짠 천성였다. 제 1 중량 %의 솔루션을 사용하여 X - 선 조사의 누적 200초는 결정을 나타내는, 불투명 처음 투명 솔루션을 돌렸습니다. 그것이 장애에 대한 수익을 나타내는 약 40 분 이내에 다시 취소되기 전까지는 X - 레이 정지 후, 솔루션의 불투명도가 천천히 감소. 후속 SAXS 4 초 X - 선 무너​​지면의 번호로 솔루션을 노출 실험. 실험 데이터는 처음 - 정렬되지 않은 섬유가 (처음 4 초 동안 노출에 의해 드러났습) 점차로 마지막으로 X - 선 노출하는 동안 기록된 필라멘트의 hexagonally - 주문 번들에 대한 변경 사항을 받았습니다 것으로 나타났다. 실험 두 시간 후에 반복되었을 때, SAXS 데이터는 선들이 다시 무질서되었습니다 밝혀 - 결정 구조가 사라했다.

연구진은 외부 요인 필라멘트 주문에 기여 수도 있는지 간주됩니다. 강렬한 엑스레이 새로운 화학 이온화로 인해 솔루션 내에서 화합물뿐만 아니라, 미묘한 난방을 생산을 만들 수 있습니다. 그러나, 섬사의 솔루션 후속 테스트를 원치 않는 화학 종 않으며, 열 효과, 어느 어느 자발적 또는 X - 레이 - 트리거 crystallizations에 역할을했다고했다.

결정에 대한 책임의 기본 메커니즘에 관해서는 연구자가 결정 도메인의 장기 안정성 두 개의 대립 긴장 사이의 균형입니다 구상 : 전기 요금 필라멘트 (네이티브 또는 X - 선 조사에 의해 유도된 중)에 거주하는 섬사의 밀어하는 경향이 떨어져 번들, 더 큰 네트워크 내에서 필라멘트의 함정 수사가 안쪽 기계 압축에 이르게하는 동안.

실험 데이터는 필라멘트 농도가 성장함에 따라 필라멘트의 중요한 농도가 번들 (즉 결정화) 이내에 자연 육각 배열에 결과까지 번들 내에 필라멘트의 수가뿐만 증가하는 것으로 나타났습니다. 반면에, 낮은 섬사의 농도 - 자발적으로 구체화 수없는가 - 엑스레이함으로써 결정화 유리하게 상호 필라멘트 세력의 균형을 변화, 필라멘트 '표면에 충전 밀도를 증가하는 경우에만 이렇게 할 수 있어요.

그들의 인간이 만든 결정 섬사의 네트워크를 만든 것과 동일한 메커니즘은 잘 교수 Stupp이 연구를 우리가 생물 학적 시스템에서 nanostructures의 조직을 이해하는 데 도움이 수 "라고 관찰하는 선도적인, 생물 학적 세포에서 일하고있을 수 있으며, 또한 제어 애플 리케이션을 수 있습니다 재료의 구조. "

추가 정보 : Honggang의 Cui, E. 토마스 Pashuck, 유리 S. Velichko, 스티븐 J. Weigand, 앤드류 G. Cheetham, 크리스티나 J. Newcomb, 그리고 사무엘 난 Stupp, "자연 및 원거리에서 X - 레이 - 트리거된 결정화 자기 조립 필라멘트 네트워크, "과학 327, 555 (2010년 1월 29일). 간접 : 10.1126/science.11​​82340

Last Update: 3. October 2011 19:35

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