นักวิจัยใช้แนวทางใหม่ในการประกอบ peptoids บนพื้นผิวที่เป็นของแข็ง

Anonim

ธรรมชาติผสมผสานโปรตีนและเปปไทด์เข้าไว้ในวัสดุที่มีการสั่งการอย่างมากเช่นโปรตีนที่สำคัญสำหรับการสร้างกระดูก วัสดุธรรมชาติเหล่านี้เป็นแรงบันดาลใจให้นักวิจัยทำการคิดค้นวิธีการเลียนแบบธรรมชาติสำหรับการใช้งานด้านชีวการแพทย์ที่หลากหลาย เมื่อไม่นานมานี้นักวิจัยของ Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) ได้รวบรวมเครือข่ายโพลิเมอร์สังเคราะห์โปรตีนชนิดเดียวกัน (peptoids) ที่สั่งซื้อไว้บนพื้นผิวเรียบซึ่งถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการเคลือบผิวด้วยวัสดุชีวภาพ

ทีมวิจัยที่นำโดย Chun-Long Chen ของ PNNL ประสบความสำเร็จในการประกอบตัวเองของ peptoids เข้ากับเครือข่ายของ nanoribbons ลวดลายหกเหลี่ยมบนพื้นผิวแร่ หมายความว่าอย่างไรกับคนที่ไม่ใช่นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุ? หมายความว่านักวิจัยได้เคลือบโมเลกุลคล้ายโปรตีนเหมือนกับพื้นผิวที่แข็งเช่นกระดูกหรือเปลือกหอย นี้คล้ายคลึงกับวิธีโปรตีนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติจัดรูปแบบอาร์เรย์เพื่อให้เนื้อเยื่อที่มีคุณสมบัติพิเศษ วิธีการใหม่ของนักวิจัยอาจนำไปสู่การพัฒนาวัสดุเคลือบผิวชีวภาพสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย

โปรตีนที่พบในธรรมชาติกลายเป็นเครื่องจักรโมเลกุลที่ทำให้ชีวิตเป็นไปได้ Peptoids มีความเสถียรสูงโมเลกุลคล้ายโปรตีนที่พัฒนาขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์เพื่อเลียนแบบโปรตีนตามธรรมชาติ พวกเขามีราคาถูกหลากหลายและปรับแต่งได้และสามารถออกแบบให้มีรูปแบบและฟังก์ชันเฉพาะ การประกอบโมเลกุลด้วยตนเองเป็นกุญแจสำคัญในด้านชีววิทยาในการสร้างโปรตีนที่มีคุณสมบัติดีเยี่ยม นักวิจัยสามารถที่จะควบคุมการประกอบตัวเองของ peptoids บนพื้นผิวที่เรียบโดยการจัดการปฏิสัมพันธ์ในระดับโมเลกุลโดยใช้เทคนิคทางเคมีและเทคนิคกล้องจุลทรรศน์ขั้นสูง

การพัฒนาของพวกเขาให้เป็นแพลตฟอร์มใหม่และมีประสิทธิภาพซึ่งจะรวบรวมโพลิเมอร์สังเคราะห์ตามลำดับที่กำหนดไว้ในวัสดุชีวภาพ การประยุกต์ใช้งานที่เกิดขึ้นจากวิทยาศาสตร์อาจรวมถึงการเคลือบพื้นผิวด้วยฟังก์ชันที่ปรับเปลี่ยนได้เพื่อใช้ในการซ่อมแซมหรือฟื้นฟูกระดูกการยึดเกาะของเซลล์การป้องกันการฟลูออไรด์กิจกรรมต้านเชื้อแบคทีเรียและอื่น ๆ

ทีมวิจัยของเฉินประสบความสำเร็จในการประกอบชุดควบคุม peptoids ที่กำหนดได้ตามลำดับโดยการจัดการกับเคมีด้านข้างของโซ่เพื่อปรับการโต้ตอบระดับโมเลกุล จากนั้นพวกเขาใช้กล้องจุลทรรศน์พิเศษที่สามารถมองเห็นโมเลกุลเพื่อสังเกตการชุมนุมของ peptoid ได้แบบเรียลไทม์ นักวิจัยยังได้วัดปริมาณพลังงานที่ใช้ในการดึง peptoids ออกจากกันและจากผิวแร่ ผลรวมช่วยให้ทีมงานสามารถทำความเข้าใจกลไกต่างๆที่นำไปสู่การประกอบของ peptoids เหล่านี้เข้ากับ nanoribbons ลวดลายรูปหกเหลี่ยม พวกเขายังแสดงให้เห็นว่าการชุมนุม peptoid ที่สามารถนำมาใช้เป็นเครื่องมือในการประดิษฐ์วัสดุเคลือบผิวชีวโมเลกุลด้วยฟังก์ชันการควบคุม

ทีมกำลังผลักดันให้ peptoids ทำอะไรได้มากกว่านี้โดยการสังเคราะห์วัสดุและการจำลองแบบข้ามตาชั่งของ PNNL และสำนักงานโครงการพลังงานชีวภาพของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ พวกเขากำลังศึกษาความสามารถของ peptoids ในการประกอบตัวเองทั้งบนพื้นแข็งและในสารละลายเพื่อพัฒนาวัสดุใหม่ ๆ เช่นเยื่อหุ้มชีวภาพ ในที่สุดพวกเขาหวังว่าจะบรรลุความเข้าใจที่สมบูรณ์มากขึ้นในการประกอบ peptoid ที่สามารถโปรแกรมได้และสามารถคาดเดาได้

menu
menu