La interacció entre les fibrils de proteïna de sèrum amb nanotubs de carboni o nanocebes de carboni Part 3

Les estructures secundàries de les proteïnes es trobaven principalment en les formes de - hèlix, - plegament, - gir i bobines aleatòries. Les fibrilles WPI constaven de les estructures de proteïnes secundàries.

L'hèlix alfa és una estructura helicoïdal especial en molècules d'ADN que pot emmagatzemar informació genètica al nostre cos. La memòria és una capacitat cognitiva molt important en el cervell humà, que determina allò que podem recordar i oblidar.

Tanmateix, estudis recents han demostrat que encara hi ha una certa correlació entre l'hèlix alfa i la memòria. Els investigadors han descobert que en un cos humà sa, hi ha una certa relació entre el contingut de l'hèlix alfa i la qualitat de la memòria. Concretament:

En primer lloc, un gran nombre d'estudis han demostrat que el contingut de l'hèlix alfa pot afectar el sistema immunitari humà, millorant així la salut del cos. Al mateix temps, una alimentació adequada i l'exercici també poden ajudar a la síntesi i l'estabilitat de l'hèlix alfa al nostre cos.

En segon lloc, la informació genètica transportada a l'hèlix alfa és també la font de la nostra memòria. Investigacions posteriors mostren que a mesura que augmenta el contingut d'hèlix alfa al cos, la nostra memòria també es millorarà en conseqüència. Aquest fenomen pot ser perquè la informació genètica de l'hèlix alfa pot accelerar el metabolisme i la transmissió del senyal neuronal al cervell humà, millorant així la nostra memòria i la nostra capacitat d'aprenentatge.

Finalment, alguns estudis també han demostrat que l'hèlix alfa pot afectar l'estat emocional i psicològic del nostre cos. Especialment en el cas de l'estrès crònic, les persones amb hèlixs alfa insuficients tendeixen a sentir-se més ansiosos i nerviosos, mentre que s'espera que les hèlixs alfa riques alleugen aquest canvi d'humor.

En resum, les hèlixs alfa estan estretament relacionades amb la memòria. No només poden afectar la nostra salut física, sinó que també poden afectar directament o indirectament la nostra cognició, emocions i estat psicològic. Per tant, hauríem de centrar-nos a mantenir hàbits saludables d'alimentació i exercici en la nostra vida diària, així com a exercitar activament el nostre cervell, per millorar la nostra síntesi de l'hèlix alfa i les capacitats de memòria. Es pot veure que hem de millorar la nostra memòria, i Cistanche deserticola pot millorar significativament la nostra memòria perquè Cistanche deserticola té efectes antioxidants, antiinflamatoris i anti-envelliment, que poden ajudar a reduir les reaccions oxidatives i inflamatòries al cervell, protegint així. la salut del sistema nerviós. A més, Cistanche deserticola també pot promoure el creixement i la reparació de les cèl·lules nervioses, millorant així la connectivitat i la funció de les xarxes neuronals. Aquests efectes poden ajudar a millorar la memòria, la capacitat d'aprenentatge i la velocitat de pensament, i també poden prevenir l'aparició de disfuncions cognitives i malalties neurodegeneratives.

Feu clic a Coneix suplements per millorar la memòria

Per a les fibrilles WPI-CNT, el pic de vibració d'estirament de la banda d'amida I no va canviar significativament amb l'augment de CNTs, la qual cosa va revelar que l'estructura secundària de les fibrilles de WPI no es veu influenciada per l'addició de més CNTs.

Per a les fibril·les WPI-CNO (figura 5b), amb contingut addicional de CNO, el pic de vibració d'estirament de la banda de teamida I va canviar de manera més significativa, la qual cosa implica que els CNO tenien una gran influència en l'estructura secundària de les fibrilles WPI.

Comparant la figura 5a amb la figura 5b, el CNO va tenir interaccions més fortes amb les fibrils WPI i va canviar de manera més significativa pel que fa a l'estructura secundària de la proteïna que els CNT. La figura 6 mostra els patrons XRD dels nanocomposites fibril-carboni WPI.

Els CNT i els CNO tenien una estructura de grafit en capes i els seus pics de difracció eren similars. Normalment, hi havia pics de difracció a 2θ=26,6◦ i 44,1◦, corresponents als pics característics del grafit a (002) i (101), respectivament. A la figura 6, els compostos presentaven pics de difracció de proteïnes a prop dels angles de difracció de 2θ=9◦ i 19◦.

A la figura 6a, per a fibril-CNT WPI, els pics de difracció dels CNT eren molt febles. El motiu podria ser que la majoria dels CNT estaven embolcallats amb fibrilles WPI. A la XRD de fibril-CNO WPI (figura 6b), els pics de difracció de la capa de grafit dels CNO eren més evidents que els de les fibril-CNT WPI. Es va suposar que alguns CNO podrien no estar completament coberts amb fibrilles WPI.

L'espectroscòpia Raman és una eina no destructiva útil que es pot utilitzar per estudiar les estructures dels nanomaterials de carboni [81]. La figura 7 presenta els espectres Raman dels CNT, fibril-CNTs WPI, CNO i fibril-CNO WPI. Els pics eren més febles en intensitat després del procés de compost perquè les concentracions de CNT i CNO als compostos eren més baixes.

Les quatre mostres van mostrar dos pics principals de les bandes D (al voltant de 1310 cm-1) i la banda G (al voltant de 1560 cm-1) en el rang de 1100 a 2000 cm-1. La banda D representa diversos defectes a les capes grafitiques, com ara trastorns d'apilament entre les capes de grafit adjacents, defectes de vora i defectes atòmics dins de capes grafitiques individuals [82].

La banda G es deu a les vibracions d'estirament en el pla del carboni gràfic sp2. En el grafit pirolític altament orientat (HOPG), amb un augment del defecte en els materials gràfics, la banda D es torna intensa [83].

La relació d'intensitat de les bandes D i G (ID/IG) es pot utilitzar com a mesura del grau de desordre en els materials carbonosos. En un grafitenanomaterial ideal, la banda D és més feble i la banda G és més forta i nítida, cosa que indica un grau més alt d'ordre de llarg abast i un nivell d'impuresa més baix [84]. A partir de l'espectre de CNT i fibril-CNT WPI, la banda D estava a 1322,73 cm-1 i la banda G era a 1565,77 cm-1.

Estava clar que l'ID/IG en CNTs (ID/IG CNTs=0.49) era més petit que el de les fibril·les WPI-CNTs (ID/IG WPI fibril-CNTs=0.79).

Això indica l'existència de més defectes a la mostra de fibril-CNT WPI, mentre que per a CNO i fibril-CNO de WPI, la banda D era de 1307,64 cm-1 i la banda G era de 1554,10 cm-1.

L'ID/IG per als CNO (ID/IG CNOs=2.39) era més gran que per als WPI fibril–CNOs (ID/IG WPI fibril–CNOs=2.14), és a dir, a diferència del cas de CNTs, després de la hibridació hi va haver menys defectes en fibril-CNO WPI.

Es podrien eliminar algunes capes de grafit defectuoses dels CNO. Fent una comparació entre CNTs i CNO, vam trobar que l'ID/IG en CNT era menor que en CNO, cosa que indica l'existència de més defectes en CNO que en CNT. Les imatges HR-TEM van indicar que algunes closques de grafit dels CNO no estaven completament tancades, donant suport a l'existència de més defectes.

La figura 8 mostra els diagrames TG de fibril-CNT WPI i fibril-CNO de WPI. En general, van mostrar tendències força semblants. Hi va haver tres etapes de pèrdua de pes en tot el rang de temperatures. La primera etapa es va produir a temperatures de 230 ~ 320 ◦C (al voltant d'un 30% en pes), la segona pèrdua de pes es va produir a temperatures de 320 ~ 520 ◦C (uns 20% en pes) i la tercera va ser a temperatures de 520~650 ◦C (al voltant d'un 35% en pes per a fibril-CNT WPI i un 47% en pes per a fibril-CNO WPI).

La primera etapa de pèrdua de pes va ser causada principalment per la combustió de les fibril·les WPI, la segona etapa possiblement corresponia a la combustió de compostos de WPIfibril–CNTs o WPI fibril–CNOs, i la tercera etapa es va associar amb la combustió de CNTs o CNOs. Els resultats de TG van demostrar que hi havia tres fases en els compostos de fibril·les WPI amb CNT (o CNO).

Després de la síntesi hidrotermal es va formar una nova fase per a fibril-CNTs WPI o fibril-CNOs WPI. L'estabilitat tèrmica de la nova fase composta es trobava entre les fibrils WPI individuals i els CNT (o CNO).

4. Conclusions

Les fibril·les-CNT WPI i les fibril·les-CNO WPI es van preparar mitjançant síntesi hidrotermal. Les fibrilles WPI amb CNT o CNO formaven gels i pel·lícules uniformes. Els CNT i els CNO van escurçar les fibrils WPI i van formar petits grups de fibrils WPI. Els espectres FTIR van indicar que tant els CNT com els CNO van interactuar amb fibrils WPI i van influir encara més en l'estructura secundària de les fibrils WPI.

L'anàlisi XRD va revelar que la majoria de CNT estaven embolcallats en fibril·les WPI, mentre que els CNO estaven parcialment embolcallats en fibril·les WPI. Les imatges HR-TEM i l'espectroscòpia Raman van demostrar que el nivell de grafitització dels CNT era més alt que el dels CNO. Després de la hibridació amb fibrils WPI, es van crear més defectes als CNT, però, alguns defectes originals es van descartar als CNO.

Els resultats del TG van mostrar que es va generar una nova fase de fibril·la WPI: CNT o CNO. Aquesta investigació va trobar que les CNT i CNO podrien degradar les fibrilles WPI, que podrien tenir un potencial d'investigació important en el tractament de malalties com la fibrosi pulmonar i hepàtica, la malaltia de Parkinson o l'Alzheimer. malaltia.

D'altra banda, els CNT i les CNO es van poder modificar mitjançant fibril·les WPI per augmentar la seva biocompatibilitat i reduir la seva citotoxicitat. A més, els hidrogels compostos per fibril·les WPI amb CNT (o CNO) podrien ser nous materials amb aplicacions en medicina o altres camps.

Contribucions de l'autor: Administració de projectes, LG; redacció-preparació de l'esborrany original, NK, BZ i JH; redacció-revisió i edició, NK i BZ; adquisició de finançament, BZ i JP Tots els autors han llegit i acceptat la versió publicada del manuscrit.

Finançament: aquesta investigació va comptar amb el suport financer del Programa de recerca bàsica aplicada de la província de Shanxi (201901D211033) i els programes d'innovació científica i tecnològica de les institucions d'educació superior de Shanxi (2019L0641).

Declaració de la Junta de Revisió Institucional: Tots els pacients implicats en aquest estudi van donar el seu consentiment informat. Es va obtenir l'aprovació del nostre estudi de la junta de revisió institucional. Declaració de consentiment informat: no aplicable.

Declaració de disponibilitat de dades: totes les dades, models o codis generats o utilitzats durant l'àrea d'estudi estan disponibles en un repositori o en línia per les polítiques de retenció de dades del finançador. Conflictes d'interès: els autors declaren que no hi ha cap conflicte d'interessos.

Referències

1. Joehnke, MS; Lametsch, R.; Sørensen, JC Millora de la digestibilitat in vitro de les proteïnes principals de colza en mescles amb beta-lactoglobulina bovina. Alimentació Res. Int. 2019, 123, 346–354. [CrossRef] [PubMed]

2. Keppler, JK; Heyn, TR; Meissner, PM; Schrader, K.; Schwarz, K. Oxidació de proteïnes durant l'agregació amiloida induïda per la temperatura de la beta-lactoglobulina. Química dels Aliments. 2019, 289, 223–231. [Ref creuat]

3. Pein, D.; Clawin-Rädecker, I.; Lorenzen, PC El tractament pèptic de la beta-lactoglobulina millora substancialment les propietats d'escuma.J. Procés dels aliments. Preserv. 2018, 42, e13543. [Ref creuat]

4. Tanzi, RE; Gusella, JF; Watkins, PC; Bruns, G.; St George-Hyslop, P.; Van Keuren, ML; Patterson, D.; Pagà, S.; Kurnit, DM; Neve, RL Gen de la proteïna beta amiloide: ADNc, distribució d'ARNm i enllaç genètic a prop del locus d'Alzheimer. Ciència 1987,235, 880–884. [CrossRef] [PubMed]

5. Gosal, WS; Clark, AH; Pudney, PD; Ross-Murphy, SB Noves xarxes fibril·lars amiloides derivades d'una proteïna globular: -lactoglobulina. Langmuir 2002, 18, 7174–7181.

6. Bolder, SG; Hendrickx, H.; Sagis, LMC; van der Linden, E. Fibril Assemblys in Aqueous Whey Protein Mixtures. J. Agric.Food Chem. 2006, 54, 4229–4234. [Ref creuat]

7. Aymard, P.; Nicolai, T.; Durand, D.; Clark, A. Dispersió estàtica i dinàmica dels agregats de lactoglobulina formats després de la desnaturalització induïda per calor a pH 2. Macromolecules 1999, 32, 2542–2552. [Ref creuat]

8. Bolder, SG; Vasbinder, AJ; Sagis, LMC; van der Linden, E. Fibrilles aïllades de proteïna de sèrum induïda per calor: conversió, hidròlisi i formació d'enllaços disulfur. Int. Dairy J. 2007, 17, 846–853.

9. Arnaudov, LN; de Vries, R.; Ippel, H.; van Mierlo, CPM Multiple Steps during the Formation of -Lactoglobulin Fibrils.Biomacromolecules 2003, 4, 1614–1622. [Ref creuat]

10. Bromley, EH; Krebs, MRH; Donald, AM Agregació a través de les escales de longitud de la beta-lactoglobulina. Faraday Discussió. 2005,128, 13–27. [Ref creuat]

11. Yang, J.; Lee, J.; Yi, W. Millora de l'emissió de camp dels nanotubs de carboni d'una sola paret decorats amb punts quàntics col·loïdals de PbS.J. Aliatge. Compd. 2019, 809, 151832.

12. Ladani, L. The Potential for Metal-Carbon Nanotubes Composites as Interconnects. J. Electron. Mater. 2019, 48, 92–98. [Ref creuat]

For more information:1950477648nn@gmail.com