ホエータンパク質フィブリルとカーボンナノチューブまたはカーボンナノオニオンとの相互作用 パート 3
Aug 12, 2024
タンパク質の二次構造は主に、 - ヘリックス、 - フォールド、 - ターン、およびランダム コイルの形でした。 WPI フィブリルはタンパク質の二次構造から構成されていました。
アルファヘリックスは、私たちの体内に遺伝情報を保存できる DNA 分子の特別な螺旋構造です。記憶は人間の脳における非常に重要な認知能力であり、何を覚え、何を忘れられるかを決定します。
しかし、最近の研究では、アルファヘリックスと記憶の間には依然として一定の相関関係があることが示されています。研究者らは、健康な人の体では、アルファヘリックスの内容と記憶の質の間に一定の関係があることを発見しました。具体的には：
まず、アルファヘリックスの内容が人間の免疫系に影響を与え、それによって体の健康が改善される可能性があることが、多数の研究で示されています。同時に、適切な栄養と運動も体内のアルファヘリックスの合成と安定化に役立ちます。
第二に、アルファヘリックスに含まれる遺伝情報は私たちの記憶の源でもあります。さらなる研究により、体内のアルファヘリックスの含有量が増加すると、それに応じて記憶力も向上することが示されています。この現象は、アルファヘリックスの遺伝情報が人間の脳の代謝と神経信号伝達を促進し、それによって記憶力と学習能力が向上するためであると考えられます。
最後に、いくつかの研究では、アルファヘリックスが私たちの体の感情的および心理的状態に影響を与える可能性があることも示しています。特に慢性的なストレスの場合、αヘリックスが不足している人はより不安や緊張を感じる傾向がありますが、豊富なαヘリックスはこの気分の変化を緩和すると期待されています。
要約すると、アルファヘリックスは記憶と密接に関係しています。それらは私たちの身体の健康に影響を与えるだけでなく、私たちの認知、感情、心理状態にも直接的または間接的に影響を与える可能性があります。したがって、アルファヘリックスの合成能力と記憶能力を向上させるために、日常生活の中で健康的な食事と運動習慣を維持すること、そして脳を積極的に運動させることに重点を置く必要があります。私たちは記憶力を向上させる必要があることが分かります。カンクサには抗酸化作用、抗炎症作用、老化防止作用があり、脳内の酸化反応や炎症反応を軽減し、保護する効果があるため、記憶力を大幅に向上させることができます。神経系の健康。さらに、カンクサは神経細胞の成長と修復を促進し、それによって神経ネットワークの接続と機能を強化します。これらの効果は、記憶力、学習能力、思考速度の向上に役立ち、認知機能障害や神経変性疾患の発生を防ぐこともできます。
WPI フィブリル – CNT では、アミド I バンドの伸縮振動ピークは CNT の増加に伴って大きく変化せず、WPI フィブリルの二次構造は CNT の追加によって影響を受けないことが明らかになりました。
WPI フィブリル – CNO (図 5b) では、CNO 含有量が追加されると、アミド I バンドの伸縮振動ピークがより大きく変化し、CNO が WPI フィブリルの二次構造に大きな影響を与えていることを意味します。
図 5a と図 5b を比較すると、CNO は WPI フィブリルとの相互作用が強く、タンパク質の二次構造の点で CNT よりも大きく変化しました。図 6 は、WPI フィブリル-カーボンナノ複合体の XRD パターンを示しています。
CNT と CNO は層状グラファイト構造を有しており、それらの回折ピークは類似していました。通常、2θ= 26.6°と44.1°に回折ピークがあり、それぞれ(002)と(101)の黒鉛の特徴的なピークに対応します。図 6 では、複合材料は 2θ=9 ° および 19° の回折角付近にタンパク質回折ピークを示しました。
図 6a では、WPI フィブリル – CNT の場合、CNT の回折ピークは非常に弱かった。その理由は、CNT のほとんどが WPI フィブリルで包まれているためであると考えられます。 WPI フィブリル - CNO の XRD (図 6b) では、CNO のグラファイト層回折ピークが WPI フィブリル - CNT のものよりも明白でした。一部の CNO は WPI フィブリルで完全に覆われていない可能性があると想定されました。
ラマン分光法は、カーボンナノマテリアルの構造を研究するために使用できる有用な非破壊ツールです[81]。図 7 は、CNT、WPI フィブリル - CNT、CNO、および WPI フィブリル - CNO のラマン スペクトルを示しています。複合材料中の CNT および CNO の濃度が低かったため、複合プロセス後はピークの強度が弱くなりました。
4 つのサンプルすべてが、1100 ～ 2000 cm-1 の範囲に 2 つの主要な D バンド (約 1310 cm-1) と G バンド (約 1560 cm-1) のピークを示しました。 D バンドは、隣接する黒鉛層間の積層欠陥、エッジ欠陥、個々の黒鉛層内の原子欠陥など、黒鉛層内のさまざまな欠陥を表します [82]。
G バンドは、sp2 グラファイトカーボンの面内伸縮振動によるものです。高配向熱分解黒鉛 (HOPG) では、黒鉛材料の欠陥の増加に伴い、D バンドが強くなります [83]。
D バンドと G バンドの強度比 (ID/IG) は、炭素質材料の不規則性の程度の尺度として使用できます。理想的なグラファイトナノ材料では、D バンドはより弱く、G バンドはより強くてより鋭く、より高度な長距離秩序とより低い不純物レベルを示しています [84]。 CNT および WPI フィブリル CNT のスペクトルから、D バンドは 1322.73 cm-1 にあり、G バンドは 1565.77 cm-1 にありました。
CNT の ID/IG (ID/IG CNTs=0.49) が WPI フィブリル CNT の ID/IG (ID/IG WPI fibril-CNTs=0.79) よりも小さいことは明らかでした。
これは、WPI フィブリル-CNT サンプルにはより多くの欠陥が存在することを示していますが、CNO および WPI フィブリル-CNO では、D バンドは 1307.64 cm-1 で、G バンドは 1554.10 cm-1 でした。
CNO の ID/IG (ID/IG CNOs=2.39) は、WPI fibril-CNOs (ID/IG WPI fibril-CNOs=2.14) よりも大きかった。つまり、CNO の場合とは異なります。 CNT、ハイブリダイゼーション後の WPI フィブリル – CNO では欠陥が少なくなりました。
CNO の欠陥のあるグラファイト層の一部は除去される可能性があります。 CNTとCNOを比較すると、CNTのID/IGはCNOよりも小さいことがわかり、CNTよりもCNOの方が欠陥が多いことがわかりました。 HR-TEM 画像は、CNO の一部のグラファイト シェルが完全に閉じていないことを示しており、さらに多くの欠陥が存在することを裏付けています。
図 8 は、WPI フィブリル – CNT および WPI フィブリル – CNO の TG プロットを示しています。一般に、それらは非常に似た傾向を示しました。全温度範囲で 3 つの減量段階がありました。第 1 段階は 230 ～ 320 °C (約 30 wt.%) の温度で発生し、第 2 段階は 320 ～ 520 °C (約 20 wt.%) の温度で発生し、第 3 段階は 520 ～ 650 °C の温度で発生しました。 ◦C (WPI フィブリル – CNT の場合は約 35 wt.%、WPI フィブリル – CNO の場合は 47 wt.%)。
重量減少の第 1 段階は主に WPI フィブリルの燃焼によって引き起こされ、第 2 段階はおそらく WPI フィブリル - CNT または WPI フィブリル - CNO の複合体の燃焼に対応し、第 3 段階は CNT または CNO の燃焼に関連していました。 TG の結果は、WPI フィブリルと CNT (または CNO) の複合体には 3 つの相があることを実証しました。
WPI フィブリル - CNT または WPI フィブリル - CNO の新しい相は、水熱合成後に形成されました。新しい複合相の熱安定性は、個々の WPI フィブリルと CNT (または CNO) の中間にありました。
4. 結論
WPI フィブリル – CNT および WPI フィブリル – CNO は、水熱合成によって調製されました。CNT または CNO を含む WPI フィブリルは、均一なゲルおよびフィルムを形成しました。 CNT と CNO は WPI フィブリルを短縮し、小さな WPI フィブリルクラスターを形成しました。 FTIR スペクトルは、CNT と CNO の両方が WPI フィブリルと相互作用し、WPI フィブリルの二次構造にさらに影響を与えることを示しました。
XRD 分析により、ほとんどの CNT が WPI フィブリルに包まれているのに対し、CNO は部分的に WPI フィブリルに包まれていることが明らかになりました。 HR-TEM イメージングとラマン分光法により、CNT の黒鉛化レベルが CNO よりも高いことが示されました。WPI フィブリルとのハイブリダイゼーション後、CNT にさらに多くの欠陥が生成されましたが、CNO では元々の欠陥の一部が無視されました。
TG の結果は、WPI フィブリルの新しい段階である CNT または CNO が生成されたことを示しました。この研究では、CNT と CNO が WPI フィブリルを分解する可能性があることがわかり、肺や肝線維症、パーキンソン病、アルツハイマー病などの疾患の治療において重要な研究の可能性がある可能性があります。病気。
一方、CNT と CNO は、WPI フィブリルを使用して修飾して、生体適合性を高め、細胞毒性を軽減することができました。さらに、CNT (または CNO) を含む WPI フィブリルで構成されるヒドロゲルは、医学またはその他の分野で応用できる新しい材料となる可能性があります。
著者の寄稿: プロジェクト管理、LG。執筆・原案作成、NK、BZ、JH。執筆、レビューおよび編集、NKおよびBZ。資金調達、BZ、および JP すべての著者は原稿の出版版を読み、同意しました。
資金提供: この研究は、山西省応用基礎研究プログラム (201901D211033) および山西省高等教育機関の科学技術イノベーション プログラム (2019L0641) によって財政的に支援されました。
治験審査委員会の声明: この研究に参加したすべての患者はインフォームドコンセントを与えました。私たちの研究は治験審査委員会の承認を得ました。インフォームドコンセント声明: 該当なし。
データの利用可能性に関する声明: 研究中に生成または使用されたすべてのデータ、モデル、またはコードは、資金提供者のデータ保持ポリシーに従ってリポジトリまたはオンラインで利用可能です。利益相反: 著者は利益相反がないことを宣言します。
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