دانش آی آر
مهندسي مواد هوشمند پروتئيني براي ايجاد خصوصيات نانومکانيکي
تعداد بازدید : 570

دانشمندان کانادایی موفق به طراحی نخستین پروتئین‌های الاستومریک مصنوعی شده‌اند كه می‌تواند هم رفتار فنر و هم رفتار لرزه‌گیر را تقلید کند كه تنظیم این دو رفتار را یک ناظم مولکولی انجام می‌دهد.

به گزارش سرویس فن‌اوری ایسنا، پروتئین‌های الاستومریک بدون اینکه بشکنند، به‌خوبی در مقابل تغییر شکل مقاومند؛ لذا به بسیاری از بافت‌های زیستی و زیست‌ماده‌ها خصوصیات مکانیکی بسیار خوبی می‌دهند. متناسب با نقشی که بافت‌ یا زیست‌ماده ایفا می‌کند، پروتئین‌های الاستومریک می‌توانند مانند فنر یا مانند لرزه‌گیر عمل کنند.

دکتر لی، سرپرست گروه كانادایی می‌گوید: «ما دریافتیم که می‌توان پایداری مکانیکی پروتئین کوچک GB1 را با اتصال به یک قطعه از آنتی‌بادی تنظیم كرد. این مساله به ما اجازه می‌دهد تا از روش‌های مهندسی پروتئین برای تبدیل GB1 به پروتئین‌های الاستومریک استفاده کنیم، همچنین گروه ما قبلاً نشان داده که برهم‌کنش پروتئین- پروتئین می‌تواند در پایداری مکانیکی پروتئین مؤثر باشد.»

پروتئین‌های الاستیک اجزای ساختاری و کاربردی مهمی در سلول‌های زنده هستند. این‌ها فنرهای مولکولی بافت‌هایی هستند که منجر به برقراری اتصالات الاستیک شده، به بافت قدرت مکانیکی، الاستیکی و گسترش‌پذیری می‌دهند؛ اما این پروتئین‌ها نه ‌تنها در فرایندهای زیستی، بلکه در ساخت مواد هوشمند و دستگاه‌های مکانیکی در بعد نانو هم مهم هستند.

این گروه نشان دادند که اتصال تکه‌هایی از IgG به پروتئین GB1، می‌تواند پایداری مکانیکی GB1 را به‌خوبی افزایش دهد.

دکتر لی می‌گوید:«هم برهم‌کنش پروتئین- پروتئین و هم پایداری مکانیکی پروتئین‌ها در تعیین خصوصیات پروتئین‌ها مهم است. ما نشان داده‌ایم مهندسی دوبارة محلی از پروتئین ـ که مسئول پایداری پروتئین است ـ اثر کمی روی برهم‌کنش با سایر پروتئین‌ها دارد. پس می‌توان با تنظیم برهم‌کنش پروتئین- پروتئین هر دو خصوصیت مکانیکی را در آن پروتئین ظاهر کرد».

در این پژوهش از روش پرولین جهش‌زا برای ایجاد پروتئین جهش‌یافته(GV54P) استفاده شد. در این پروتئین قسمت فعال مکانیکی جدا شد، ولی قسمتی که تمایل به اتصال به hFc در IgG(آنتی‌بادی) دارد، باقی مانده‌ است.

دکتر لی می‌گوید:«نتایج ما نشان می‌دهد که GV54P متناسب با حضور یا عدم حضور hFc، دو رفتار مکانیکی متفاوت را بروز می‌دهد. در نبود hFc، GV54P مانند فنر عمل می‌کند؛ اما با اتصال hFc، GV54P پایداری مکانیکی خوبی نشان داده، کشیده می‌شود».

او پیشنهاد داد که می‌تواند هیدروژل‌های هوشمندی را طراحی كند که از این پروتئین‌های الاستومریک به وجود آمده‌اند تا با چسبیدن به ناظم، خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خود را تغییر دهند.

به گزارش ایسنا از ستاد ویژه توسعه فن‌اوری نانو، دکتر لی می‌گوید:«هم اینك مشکل ما وزن مولکولی بالای ناظم(قسمتی از IgG) است. وزن مولکولی بالا اجازة استفاده از غلظت‌های مؤثر بالا برای تنظیم خصوصیات مکانیکی را ندارد. ما در حال تحقیق روی مولکول‌های ناظم کوچک؛ از قبیل یون‌های فلزی هستیم».

تاریخ درج : 1387/6/6
منبع خبر :
نام : شهر :