Name: formation of ordered biomolecular structures by the self-assembly of short peptides
Uploaded: 2013-11-21T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Formation of Ordered Biomolecular Structures by the Self-assembly of Short Peptides at JoVE.com

Эта работа была поддержана Марии Кюри Международного реинтеграции Грант и Фондом немецко-Израиль. Мы признаем, г-Яир Razvag для анализа АСМ.

1. Самосборка Homoaromatic дипептидов <ol><li> Взвесить желаемый пептид в лиофилизированной форме (например, NH 2-Phe-Phe-OH, Boc-Phe-Phe-COOH) и Подготовка исходного раствора путем растворения пептида в 1,1,1,3,3,3-гексафтор -2-пропанол (HFP) до соответствующей концентрации (например, 100 мг / мл для NH <s...

Таким образом, эта статья демонстрирует легкость, в котором на основе пептидов сборки могут быть сформированы в пробирке. Процесс включает в себя коммерчески доступные пептиды и растворители, и это происходит спонтанно в условиях окружающей среды, при добавлении полярном раствор...

Природа формы заказаны и функциональных структур в процессе биомолекулярной самостоятельной сборки. Понимание силы, которые управляют этой стихийный процесс может привести к способности имитировать самосборки в пробирке и, следовательно, к значительному прогрессу в области материаловедения 10,11. Пептиды, в частности, весьма перспективны в качестве биомолекул строительного блока, так как они представляют большой структурное разнообразие, простоту химического синтеза, и может быть легко функционализированных биологических и химических образований. Поле пептидной самосборки был впервые Гадири и его коллег, которые продемонстрировали самосборки пептидных нанотрубок циклических пептидов с чередующимися D-и L-аминокислоты 12. Другие успешные подходы к проектированию пептидных сборок включают линейные bolaamphiphile пептиды 5, амфифилы (AP) 6, несопряженные самодополнительных ионные пептиды 13, поверхностно-как пептиды <suр&gt; 4,14, и диблочный copolypeptides 15. В последнее время подход включает самосборки коротких ароматических пептидов, называется homoaromatic дипептиды. Эти пептиды содержат только две аминокислоты с ароматический характер (например Phe-Phe, трет-бутилдикарбоната (Boc)-Phe-Phe) 7,8,16-21. Структуры, образованные этими homoaromatic пептидов включают трубчатые структуры, сферы, листообразных узлов и волокон 6,8,15,21-32. Волокна в некоторых случаях генерировать фибрилл сетку, который дает гидрогель 33-37. Эти сборки были использованы для применений биодатчиков, доставки лекарств, молекулярной электроники и т.д.. 38-45 Эта статья описывает экспериментальные шаги, необходимые для того, чтобы начать спонтанное самосборки homoaromatic пептидов. Кроме того, он представляет процесс пептида coassembly. Этот процесс включает в самосборки более чем одного типа пептидамономер. Наша демонстрация включает coassembly двух коммерчески доступных пептидов: дифенилаланин пептид (NH 2-Phe-Phe-COOH) и его Вос-защищенный аналог (Boc-Phe-Phe-OH). Каждый из пептидов объединяющаяся в надмолекулярной структурой: дифенилаланин пептидные форм трубчатые сборками и Вос-Phe-Phe-OH пептидные объединяющаяся в либо сфер или волокон в зависимости от растворителя 7,17,46. Мы смешал два пептида в определенных соотношениях и характеризуется приведенных сборок с помощью электронной микроскопии, силовой микроскопии и ИК-спектроскопии. Методы продемонстрировали формирование структуры на основе пептидов, которая состоит из сферических элементов с диаметром в несколько микрон (1-4 мкм), которые соединены удлиненных сборок с диаметром несколько сотен нанометров (~ 300-800 нм) . Сборки напоминают бисером строк в их морфологии, а сферические структуры, кажется, с резьбой наудлиненные сборки. Поэтому мы назвали эти сборки &quot;биомолекулярные ожерелья&quot;. В &quot;биомолекулярные ожерелья&quot; может служить в качестве нового биоматериала, как доставки лекарств агента или в качестве каркаса для электронных приложений. Кроме того, процесс, который приводит к самосборке пептидов могут быть использованы с другими классами пептидов и биомолекул. Это может привести к лучшему пониманию сил, участвующих в самостоятельной сборки и формирования новых упорядоченных структур.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Material/ Equipment</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NH2-Phe-Phe-OH</td>
			<td>Bachem</td>
			<td>G-2925.0001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boc-Phe-Phe-OH</td>
			<td>Bachem</td>
			<td>A-3205.0005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>52512-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol absolute (Dehydrated) AR sterile</td>
			<td>Bio-Lab Ltd.</td>
			<td>52555</td>
			<td>Blending with TDW for the preparation of 50% solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Uranyl acetate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>73943</td>
			<td>For negative staining. It is possible to work without it.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glass cover slip</td>
			<td>Marienfeld Laboratory Glassware</td>
			<td>110590</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TEM grids</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>FCF200-Cu-50</td>
			<td>Formvar/Carbon 200 Mesh, Cu</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quantitive filter paper</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>1001055</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deuterium Oxide (D2O)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>151882-100G</td>
			<td>99.9 atom % D</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaF2 window</td>
			<td>PIKE Technologies</td>
			<td>160-1212</td>
			<td>25 mm x 2 mm window. For FT-IR measurments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AFM tips</td>
			<td>NanoScience Instruments</td>
			<td>CFMR</td>
			<td>Aspire probes, CFMR-25 series</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter units</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>SLGV033RS</td>
			<td>Millex-GV, 0.22 &#956;m, PVDF, 33 mm, gamma sterilized</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SEM</td>
			<td>FEI</td>
			<td></td>
			<td>Quanta 200 ESEM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TEM</td>
			<td>FEI</td>
			<td></td>
			<td>Tecnai T12 G2 Spirit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AFM</td>
			<td>JPK Instruments</td>
			<td></td>
			<td>A JPK NanoWizard3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FT-IR</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>Nicolet 6700 advanced gold spectrometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FT-IR Purge</td>
			<td>Parker</td>
			<td></td>
			<td>BALSTON FT-IR Purge Gas Generator model 75-52</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OMNIC (Nicolet) software</td>
			<td>Thermo Nicolet Corporation</td>
			<td></td>
			<td>For FT-IR spectra analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex mixer</td>
			<td>Wisd Laboratory Equipment</td>
			<td></td>
			<td>ViseMix VM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weight</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td></td>
			<td>NewClassic MS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sputter coater</td>
			<td>Polaron</td>
			<td></td>
			<td>SC7640 Sputter Coater</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

formation of ordered biomolecular structures by the self-assembly of short peptides

В природе, сложные функциональные структуры образованы самосборки биомолекул в мягких условиях. Понимание силы, которые управляют самосборки и имитировать этот процесс в пробирке будет привести к значительным достижениям в области материаловедения и нанотехнологий. Среди доступных биологический строительных блоков, пептиды имеют ряд преимуществ, как они представляют значительную разнообразие, их синтез в больших масштабах проста, и они могут быть легко изменены с биологических и химических образований 1,2. Несколько классов, предназначенных пептидов, таких как циклические пептиды, амфифильные пептиды и конъюгаты пептида самосборке в упорядоченные структуры в растворе. Homoaromatic дипептиды, представляют собой класс коротких самособирающихся пептидов, которые содержат всю молекулярную информацию, необходимую для формирования упорядоченные структуры, такие как нанотрубки, сфер и фибрилл 3-8. Большое разнообразие этих пептидов является коммерчески доступным. <pкласс = &quot;jove_content&quot;&gt; Эта статья представляет собой процедуру, которая приводит к образованию упорядоченных структур со стороны самосборки homoaromatic пептидов. Протокол требует только коммерческие реагенты и основной лабораторное оборудование. Кроме того, в документе описываются некоторые из методов, доступных для характеристики на основе пептидов сборок. Эти методы включают электронной и атомно-силовой микроскопии и ИК-Фурье спектроскопии (FT-IR). Кроме того, рукопись демонстрирует смешение пептидов (coassembly) и формирование «бусины на нитке&quot;, как структуры по этому процессу. 9 Протоколы представленные здесь могут быть адаптированы к другим классам пептидов или биологическая строительных блоков и потенциально может привести к открытию новых пептидных структур на основе и лучше контролировать их сборки.

Эта статья описывает способ формирования упорядоченных структур в нано-и микронных масштабах по самосборки пептидов. Для того чтобы продемонстрировать это простой процесс, мы представляем и охарактеризовать coassembly двух простых ароматических пептидов (рис. 1). Один из пептидов...

Watch this Scientific Journal Video about Formation of Ordered Biomolecular Structures by the Self-assembly of Short Peptides at JoVE.com

Formation of Ordered Biomolecular Structures by the Self-assembly of Short Peptides

Эта статья описывает формирование высокоупорядоченных на основе пептидов структур по стихийного процесса самосборки. Метод использует имеющиеся в продаже пептиды и общего лабораторного оборудования. Этот метод может быть применен к большому разнообразию пептидов и может привести к обнаружению новых основе пептидов сборок.

Формирование упорядоченных биомолекулярных структур по самосборки коротких пептидов

In nature, complex functional structures are formed by the self-assembly of biomolecules under mild conditions. Understanding the forces that control ...

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Chemistry

Thermodynamics

SCIENTISTS IN ACTION

Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles

Вдохновленные оригами самосборки Узорчатое и Reconfigurable Частицы

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two ...

Rapid Colorimetric Assays to Qualitatively Distinguish RNA and DNA in Biomolecular Samples

Быстрое колориметрических тестов на качественно Различают РНК и ДНК в биомолекулярных образцов

Biochemical experimentation generally requires accurate knowledge, at an early stage, of the nucleic acid, protein, and other biomolecular components in ...

Microwave-assisted Functionalization of Poly(ethylene glycol) and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Microwave-assisted Functionalization of Polyethylene glycol and On-resin Peptides for Use in Chain Polymerizations and Hydrogel Formation

Микроволновая печь-помощь Функционализация поли (этиленгликоль) и On-смолы пептиды для использования в цепных полимеризации и гидрогеля формирования

One of the main benefits to using poly(ethylene glycol) (PEG) macromers in hydrogel formation is synthetic versatility. The ability to draw from a large ...

Self-assembly of Complex Two-dimensional Shapes from Single-stranded DNA Tiles

Самоорганизация сложных двумерных фигур из одноцепочечной ДНК Плитка

Current methods in DNA nano-architecture have successfully engineered a variety of 2D and 3D structures using principles of self-assembly. In this ...

Insights into the Interactions of Amino Acids and Peptides with Inorganic Materials Using Single-Molecule Force Spectroscopy

Исследования в взаимодействий аминокислот и пептидов с использованием неорганических материалов с использованием одномолекулярной силовой микроскопии

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals ...

Grafting Multiwalled Carbon Nanotubes with Polystyrene to Enable Self-Assembly and Anisotropic Patchiness

Прививка многостенными углеродными нанотрубками с полистирола для самостоятельной сборки и анизотропной пятнистость

We demonstrate a straightforward protocol to graft pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with polystyrene (PS) chains at the sidewalls through a ...

Liquid-cell Transmission Electron Microscopy for Tracking Self-assembly of Nanoparticles

Жидкости клеточной просвечивающей электронной микроскопии для отслеживания самостоятельной сборки наночастиц

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully ...

Fabrication of Spherical and Worm-shaped Micellar Nanocrystals by Combining Electrospray, Self-assembly, and Solvent-based Structure Control

Изготовление сферических и червь образный мицеллярный нанокристаллов путем объединения электроспрей, самостоятельной сборки и на основе растворителей структуры управления

Micellar nanocrystals (micelles with encapsulated nanocrystals) have become an emerging major class of nanobiomaterials. We describe a method of ...

Synthesis and Characterization of 1,2-Dithiolane Modified Self-Assembling Peptides

Синтез и характеристика 1,2-Dithiolane изменение самостоятельной сборки пептиды

This report focuses on the synthesis of an N-terminus 1,2-dithiolane modified self-assembling peptide and the characterization of the resulting ...

Luminophore Formation in Various Conformations of Bovine Serum Albumin by Binding of Gold(III)

Luminophore Formation in Various Conformations of Bovine Serum Albumin by Binding of GoldIII

Формирование люминофора в различные конформации альбумина Bovine сыворотки путем связывания Gold(III)

The purpose of the presented protocols is to study the process of Au(III) binding to BSA, yielding conformation change-induced red fluorescence (&#955;em ...