تحضير الهلاميات المائية الببتيدات ذاتية التجميع المستقرة ميكانيكيا

Summary

يقدم هذا البروتوكول ثلاث طرق تحضير سريعة وبسيطة تستخدم الظروف البيئية لتحفيز التجميع الذاتي للببتيدات في الهلاميات المائية. بالإضافة إلى ذلك ، تم وصف توصيف الهلاميات المائية الببتيد ، مما يدل على أنه يمكن تشكيل الهلاميات المائية الببتيد المستقرة ميكانيكيا في ظل هذه الظروف المباشرة.

Abstract

الهلاميات المائية الببتيد عبارة عن مواد هلامية شبكية ثلاثية الأبعاد محبة للماء للغاية تتكون من التجميع الذاتي للألياف النانوية أو البوليمرات ، مما يخلق شبكات قفل الماء. يشبه مورفولوجيتها إلى حد كبير مصفوفة خارج الخلية ، مما يسمح لها بإظهار كل من الوظائف البيولوجية للببتيدات وخصائص الهلام المستجيبة. أدت هذه الخصائص الفريدة إلى تطبيقها على نطاق واسع في هندسة الأنسجة ، وزراعة الخلايا ثلاثية الأبعاد ، وعلاج السرطان ، والطب التجديدي ، وغيرها من المجالات الطبية الحيوية. توضح هذه المقالة ثلاث طرق لإعداد الهلاميات المائية ECF-5 الببتيد باستخدام الببتيدات ذاتية التجميع مع عمليات التبلور المستجيبة بيئيا: (1) التبلور المستجيب للأس الهيدروجيني: تؤدي مستويات الأس الهيدروجيني المتفاوتة إلى البروتون أو إزالة البروتون من بقايا الأحماض الأمينية ، وتغيير التفاعلات الكهروستاتيكية بين جزيئات الببتيد وتعزيز تجميعها الذاتي في الهلاميات المائية. (2) إضافة أيون المعدن: يتم خلب أيونات المعادن متعددة التكافؤ مع بقايا الأحماض الأمينية سالبة الشحنة ، وتعمل كجسور بين الببتيدات لتشكيل هيدروجيل شبكي ؛ (3) تبادل المذيبات: يتم إذابة الببتيدات الكارهة للماء في البداية في مذيبات عضوية غير قطبية وبالتالي تحفز التجميع الذاتي في الهلاميات المائية عند الانتقال إلى بيئة مائية قطبية. تستخدم هذه الطرق الإجراءات التجريبية التقليدية لتسهيل التجميع الذاتي للببتيد في الهلاميات المائية. من خلال تصميم تسلسلات الببتيد لتتماشى مع ظروف محددة تحفز الهلام ، من الممكن تحقيق هياكل دقيقة / نانوية ووظائف بيولوجية مضبوطة بدقة ، مما يسلط الضوء على الإمكانات الكبيرة للهلاميات المائية الببتيد في المجال الطبي الحيوي.

Introduction

من خلال تصميم تسلسلات الببتيد ، تؤدي التفاعلات غير التساهمية بين الببتيدات إلى التجميع الذاتي ، مما يؤدي إلى تكوين هياكل دقيقة ونانومترية مرتبة ، بما في ذلك الأنابيب النانوية ، والأشرطة النانوية ، والألياف النانوية ، والهياكل الكروية¹. عند تجميعها ذاتيا في ألياف / شرائط ميكرو ونانومتر ، تظهر هذه الهياكل خصائص هيدروجيل مجهرية. تختلف الهلاميات المائية ذاتية التجميع للببتيد عن الهلاميات المائية البوليمرية من حيث أنها تتجمع ذاتيا من خلال التفاعلات غير التساهمية ، وشكلها الهلامي قابل للعكس ، وتستجيب بسهولة لظروف محددة للانتقال بين مرحلتي المحلول والهلام². على سبيل المثال ، يمكن حث ببتيدات الأ....

Protocol

تفاصيل البلازميدات والكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في جدول المواد.

1. طريقة استجابة الأس الهيدروجيني

1. أضف 5 ملغ من ببتيدات ECF-5 إلى 400 ميكرولتر من الماء منزوع الأيونات. صوتنة عند 40 كيلو هرتز لمدة 30 دقيقة واخلطها جيدا.
2. أضف 40 ميكرولتر من هيدروكسيد الصوديوم (1 متر ، مفلتر من خلال مرشح 0.22 ميكرومتر) إلى محلول الببتيد. دوامة وتخلط جيدا. استمر في الصوتنة لمدة 15 دقيقة حتى يتم توضيح المحلول تماما.
3. أضف 60 ميكرولتر من حمض الهيدروكلوريك. دوامة بسرعة وضمان الخلط الشامل. اترك الخليط في درجة حرارة الغرفة لأكثر من 30 دقيقة لتسهيل تكوين ....

النتائج

تتيح الطرق الثلاث الموضحة في هذه المقالة لإعداد الهلاميات المائية الببتيد إنتاجا سريعا وبأسعار معقولة ومباشرا. ترتبط وظيفة الهيدروجيل بتسلسل الببتيد. هنا ، يتم استخدام ببتيد ECF-5 كمثال تمثيلي لإثبات خصائصه الفيزيائية ، بما في ذلك التشكل المجهري والخصائص الميكانيكية.

.......

Discussion

في العقود القليلة الماضية ، بعد اكتشاف تسلسل الببتيد ذاتي التجميع المشتق من بروتينات الأميلويد ، تم تصميم العديد من الببتيدات ذاتية التجميع بناء على خصائصها ، مما يدل على إمكانات كبيرة للتطبيقات في الطب الحيوي وعلوم^{المواد 19}. أظهرت الهلاميات المائية الببتي.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
3-Aminopropyl)triethoxysilane	Aladdin	A107147	/
Atomic Force Microscopy	Bruker	Multimode Nanoscope VIII	/
CaCl2	Aladdin	C290953	/
Diphenylalanine (FF)	Chinesepeptide	customizable	Purity > 95%
DMSO	Sigma-aldrich	34869	/
ECF-5 Peptides	Chinesepeptide	sequence: ECAFF	Purity > 95%
Hydrochloric Acid	Aladdin	H399657	/
Mica	Sigma-aldrich	AFM-71856-02	/
Phosphate Buffered Saline	Aladdin	P492453	/
Rheometer	Anton Paar GmbH	MCR302	/
Silicon Cantilevers	MikroMasch	XSC11	/
Sodium Chloride	Aladdin	C111549	/
Sodium Hydroxide	Aladdin	S140903	/
TRIS Hydrochloride	Aladdin	T431531	/