Name: designing silk-silk protein alloy materials for biomedical applications
Uploaded: 2014-08-13T14:15:00
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著者らは、この研究をサポートするためローワン大学に感謝します。タフツ大学のXHも感謝デビッドL.カプランと前の技術的なトレーニングのためのNIH P41ティッシュ·エンジニアリングリソースセンター（TERC）。

タンパク質相互作用の1。予測<ol><li>タンパク質分子のバイオインフォマティックス解析<ol><li>バイオテクノロジー情報のウェブサイトのための国立センター（www.ncbi.nlm.nih.gov/protein/）へ、そして合金研究のために使用されるタンパク質名を検索します。注：この例では、二つのタンパク質を使用した：野生柞蚕絹フィブロインであるプロテインA、および国内の桑シルクフィブロインであるタ...

「合金」は、タンパク質生産システムの中で最も重要な手順の一つは、ブレンドされた蛋白質の混和性を検証することである。それ以外の場合は、安定した波長可変特性なしのみ非混和性タンパク質混合物またはタンパク質複合システムである。実験的な熱分析法は、この目的のために使用することができ、それらの合金特性を確認するため。タンパク質-タンパク質相互作用は、フローリ?...

自然は構造タンパク質の限られた数を使用して調整可能な多機能生物学的マトリックスを生成するための戦略を作成しました。例えば、エラスチン及びコラーゲンは、常に特定の組織1,2に必要な調整可能な強さと機能を提供するためにインビボで一緒に使用される。この戦略の鍵は、ブレンドです。混合は特定の比率で混合するタンパク質を含み、調整可能な多様性質3-5とシンプルな材料系を生成するための技術的なアプローチである。また、材料の均一性及び操作8-16の容易さのために材料を処理する能力を向上させることができるブレンド、合成操作戦略6,7と比較した。従って、多機能性、生体適合性タンパク質合金材料を設計する医学研究の新たな分野である。この技術はまた、VITの両方で 、細胞および組織の機能上の天然タンパク質マトリックスの影響を体系的知識を提供するROおよびin vivo 10,17 中 。異なるタンパク質間の分子のインターフェースを最適化することによって、タンパク質ベースの合金材料は、異なる温度で角膜組織再生3多様な組織、変数器官における電気的感度、及び光学的特性をサポートするための弾性を、熱安定性などの物理的な機能の範囲を包含することができる18-27。これらの研究の成果は、調整可能な組織の修復および疾患の治療およびその新たな治療および診断機能は3を想定することができる生分解性のインプラント装置をさらにリードに直接関係して生物医学科学の分野での新たなタンパク質材料のプラットフォームを提供します。 多くの天然構造タンパク質は、生体材料マトリクスの候補として活用することができる重要な物理的および生物活性特性を有する。別のワームの種からのシルク、異なる組織から毛やウール、エラスチンとコラーゲンからケラチン、およびさまざまな植物タンパク質（ 図1）18-27可変タンパク質ベースの材料を設計するために使用される最も一般的な構造タンパク質の一部である。一般に、これらのタンパク質は、それらの固有の反復的な一次アミノ酸配列に3,28-35の異なる分子の二次構造（ 例えば 、ベータシルク用シート、またはケラチンためのコイルドコイル）を形成することができる。これらの機能は、生体高分子材料の秘蔵資源としての有用性を促す生物学的界面でのユニークな機能を備えた自己組織化巨視的構造の形成を促進する。ここでは、構造タンパク質の二種類は、さまざまなタンパク質合金生体材料を製造する一般的なプロトコルを示すために（一例として家畜化クワ絹からの野生柞蚕絹およびタンパク質B由来のタンパク質A）を用いた。タンパク質相互作用の予測やシミュレーション、パート2：プロテイン合金ソリューションの生産、及びその3：タンパク質合金の製造実証プロトコルは、パート1を含むシステムや、光学的、電気的、および医薬用途のために。 <img alt="図1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50891/50891fig1highres.jpg" width="500" /> 図は、一般に、タンパク質ベースの材料設計異なるワーム種からの絹を含むために研究室で使用される各種の構造タンパク質の1原材料、毛およびウール、異なる組織からエラスチン、および各種植物タンパク質からケラチン。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1050">
	<tbody>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Q100 Differential Scanning Calorimeters (DSC)</td>
			<td style="width:143px;">TA Instruments, New Castle, DE, USA 
			&#160;</td>
			<td style="width:169px;">N/A</td>
			<td style="width:523px;">You can use any type of DSC with a software to calculate the heat capacity</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">SS30T Vacuum Sputtering System&#160;</td>
			<td style="width:143px;">T-M Vacuum Products, Inc., Cinnaminson, NJ, USA</td>
			<td style="width:169px;">N/A</td>
			<td>With custom built parts; You can use any type of sputtering system to coat</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">VWR 1415M Vacuum Oven&#160;</td>
			<td style="width:143px;">VWR International, Bridgeport, NJ, USA</td>
			<td style="width:169px;">N/A</td>
			<td>You can use any type of vacuum oven to physically crosslink the samples</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

designing silk-silk protein alloy materials for biomedical applications

繊維状タンパク質は、バイオセンサー、ナノ医療、組織再生、および薬物送達のような生物医学分野でのさまざまな用途に使用されている別の配列および構造を示す。これらのタンパク質間の分子スケールの相互作用に基づいて材料を設計する調整可能な特性を有する新規多機能タンパク質合金の生体材料を生成するのに役立ちます。このような合金材料系はまた、体内の物質の生分解性、生体適合性、および維持可能性を従来の合成ポリマーと比較して利点を提供する。この記事では、タンパク質合金を生産する方法、計算方法によって、タンパク質-タンパク質相互作用を予測する方法など、これらのトピックについての有用なプロトコルを提供するための一例として、野生のタッサーシルク（ 柞蚕 ）と国内桑絹（ カイコ ）のタンパク質ブレンドを使用ソリューションは、どのように熱分析の合金系を検証する方法、および可変合金材料を製造するために回折格子を有する光学材料、回路コーティングを有する電気材料、及び薬物放出および送達のための医薬材料を含む。これらの方法は、異なるタンパク質合金に基づく次世代の多機能生体材料を設計するための重要な情報を提供することができる。

（タンパク質Aおよびタンパク質Bとの間、例えば 、）は、典型的なタンパク質-タンパク質相互作用は、電荷-電荷（静電気）アトラクション、水素結合の形成、疎水性-親水性相互作用、ならびに特定の間の双極子、溶媒、対イオン、及びエントロピー効果を含めることができ2つのタンパク質のドメイン（ 図2）3。したがって、基本的に、私たちは、計算シミュレ?...

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Designing Silk-silk Protein Alloy Materials for Biomedical Applications

バイオメディカル応用のためのシルクシルクプロテイン合金材料設計

ブレンドは、プロパティと組み合わせた幅広い機能を持つ生体材料を生成するための効率的なアプローチである。異なる天然絹タンパク質との間の分子相互作用を予測することによって、調整可能な機械的弾力性、電気的応答、光学的透明性、化学的加工性、生分解性、または熱安定性を有する新規の絹の絹タンパク質合金プラットフォームを設計することができる。

Fibrous proteins display different sequences and structures that have been used for various applications in biomedical fields such as biosensors, ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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DNA折り紙からバイオ応答ロボットの設計

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