Suppr超能文献

化学模拟:硅酸α蛋白和硅磷蛋白-1 的协同作用构建出具有海绵骨针状结构特征的分级 1D TiO2@ZrO2 核壳结构。

Chemical mimicry: hierarchical 1D TiO2@ZrO2 core-shell structures reminiscent of sponge spicules by the synergistic effect of silicatein-α and silintaphin-1.

机构信息

Institut für Anorganische Chemie und Analytische Chemie, Johannes Gutenberg-Universität, Duesbergweg 10-14, D-55099 Mainz, Germany.

出版信息

Langmuir. 2011 May 3;27(9):5464-71. doi: 10.1021/la200066q. Epub 2011 Apr 1.

Abstract

In nature, mineralization of hard tissues occurs due to the synergistic effect of components present in the organic matrix of these tissues, with templating and catalytic effects. In Suberites domuncula, a well-studied example of the class of demosponges, silica formation is mediated and templated by an axial proteinaceous filament with silicatein-α, one of the main components. But so far, the effect of other organic constituents from the proteinaceous filament on the catalytic effect of silicatein-α has not been studied in detail. Here we describe the synthesis of core-shell TiO(2)@SiO(2) and TiO(2)@ZrO(2) nanofibers via grafting of silicatein-α onto a TiO(2) nanowire backbone followed by a coassembly of silintaphin-1 through its specifically interacting domains. We show for the first time a linker-free, one-step funtionalization of metal oxides with silicatein-α using glutamate tag. In the presence of silintaphin-1 silicatein-α facilitates the formation of a dense layer of SiO(2) or ZrO(2) on the TiO(2)@protein backbone template. The immobilization of silicatein-α onto TiO(2) probes was characterized by atomic force microscopy (AFM), optical light microscopy, and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). The coassembly of silicatein-α and silintaphin-1 may contribute to biomimetic approaches that pursue a controlled formation of patterned biosilica-based biomaterials.

摘要

在自然界中,硬组织的矿化是由于这些组织的有机基质中存在的成分的协同作用,具有模板和催化作用。在被充分研究的海绵类动物的一个例子苏柏里氏多孔螅中,硅石的形成是由一种轴蛋白丝介导和模板化的,这种蛋白丝含有硅蛋白-α,硅蛋白-α是主要成分之一。但是到目前为止,来自蛋白丝的其他有机成分对硅蛋白-α的催化作用的影响还没有被详细研究。在这里,我们描述了通过将硅蛋白-α接枝到 TiO2 纳米线骨架上,然后通过其特异性相互作用域共组装 silintaphin-1,合成核壳 TiO2@SiO2 和 TiO2@ZrO2 纳米纤维。我们首次展示了一种无连接剂的一步功能化方法,使用谷氨酸标签将金属氧化物与硅蛋白-α结合。在 silintaphin-1 的存在下,硅蛋白-α促进了在 TiO2@蛋白质骨架模板上形成致密的 SiO2 或 ZrO2 层。硅蛋白-α固定到 TiO2 探针上的情况通过原子力显微镜(AFM)、光学显微镜和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)进行了表征。硅蛋白-α和 silintaphin-1 的共组装可能有助于仿生方法,这些方法追求基于生物硅的生物材料的受控形成。

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