Medsebojno delovanje med fibrili sirotkinih beljakovin in ogljikovimi nanocevkami ali ogljikovimi nano-čebulami 3. del

Sekundarne strukture proteinov so bile predvsem v obliki - vijačnice, - gube, - zavoja in naključnih zvitkov. Fibrile WPI so bile sestavljene iz sekundarnih proteinskih struktur.

Alfa vijačnica je posebna vijačna struktura v molekulah DNK, ki lahko shranjuje genetske informacije v našem telesu. Spomin je zelo pomembna kognitivna sposobnost v človeških možganih, ki določa, kaj si lahko zapomnimo in pozabimo.

Vendar so nedavne študije pokazale, da še vedno obstaja določena korelacija med alfa vijačnico in spominom. Raziskovalci so ugotovili, da v zdravem človeškem telesu obstaja določeno razmerje med vsebino alfa vijačnice in kakovostjo spomina. Natančneje:

Prvič, veliko število raziskav je pokazalo, da lahko vsebnost alfa heliksa vpliva na človeški imunski sistem in s tem izboljša zdravje telesa. Hkrati lahko ustrezna prehrana in gibanje pripomoreta tudi k sintezi in stabilnosti alfa vijačnice v našem telesu.

Drugič, genetske informacije, ki se prenašajo v alfa vijačnici, so tudi vir našega spomina. Nadaljnje raziskave kažejo, da se s povečevanjem vsebnosti alfa heliksa v telesu ustrezno izboljša tudi naš spomin. Ta pojav je morda zato, ker lahko genetske informacije v alfa vijačnici pospešijo metabolizem in prenos živčnih signalov v človeških možganih, s čimer izboljšajo naš spomin in sposobnost učenja.

Nazadnje, nekatere študije so tudi pokazale, da lahko alfa vijačnica vpliva na čustveno in psihološko stanje našega telesa. Zlasti v primeru kroničnega stresa se ljudje z nezadostnimi alfa vijačnicami ponavadi počutijo bolj zaskrbljeni in nervozni, medtem ko naj bi bogate alfa vijačnice ublažile to spremembo razpoloženja.

Če povzamemo, alfa vijačnice so tesno povezane s spominom. Ne morejo vplivati ​​le na naše fizično zdravje, temveč tudi neposredno ali posredno na naše spoznanje, čustva in psihološko stanje. Zato bi se morali osredotočiti na ohranjanje zdravih prehranjevalnih in telesnih navad v vsakdanjem življenju, pa tudi na aktivno vadbo naših možganov, da bi izboljšali sintezo alfa vijačnice in spominske sposobnosti. Vidimo, da moramo izboljšati svoj spomin, in Cistanche deserticola lahko bistveno izboljša naš spomin, saj ima Cistanche deserticola antioksidativne, protivnetne učinke in učinke proti staranju, kar lahko pomaga zmanjšati oksidativne in vnetne reakcije v možganih in s tem ščiti zdravje živčnega sistema. Poleg tega lahko Cistanche deserticola spodbuja tudi rast in popravilo živčnih celic ter tako izboljša povezljivost in delovanje nevronskih mrež. Ti učinki lahko pomagajo izboljšati spomin, sposobnost učenja in hitrost razmišljanja ter lahko tudi preprečijo pojav kognitivnih motenj in nevrodegenerativnih bolezni.

Kliknite poznajte dodatke za izboljšanje spomina

Za vlakna WPI-CNT se vrh raztezne vibracije pasu amida I ni bistveno spremenil s povečanjem CNT, kar je pokazalo, da dodajanje več CNT ne vpliva na sekundarno strukturo vlaken WPI.

Za WPI fibril–CNO (slika 5b) se je z dodatno vsebnostjo CNO raztezni vrh vibracij pasu teamida I bistveno spremenil, kar pomeni, da imajo CNO velik vpliv na sekundarno strukturo WPI fibril.

Če primerjamo sliko 5a s sliko 5b, je imel CNO močnejše interakcije z vlakni WPI in se je pomembneje spremenil v smislu sekundarne strukture proteina kot CNT. Slika 6 prikazuje vzorce XRD nanokompozitov vlakna-ogljikov WPI.

CNT in CNO so imeli slojevito strukturo grafita in njihovi uklonski vrhovi so bili podobni. Običajno so bili uklonski vrhovi pri 2θ=26.6◦ in 44.1◦, kar ustreza značilnim vrhom grafita pri (002) oziroma (101). Na sliki 6 so kompoziti pokazali vrhove proteinske difrakcije blizu uklonskih kotov 2θ=9◦ in 19◦.

Na sliki 6a so bili za WPI fibril-CNT vrhovi uklona CNT zelo šibki. Razlog bi lahko bil v tem, da je bila večina CNT ovitih z vlakni WPI. V XRD fibril-CNO WPI (slika 6b) so bili vrhovi difrakcije grafitne plasti CNO bolj očitni kot tisti v fibril-CNT WPI. Predpostavljalo se je, da nekateri CNO morda niso popolnoma prekriti z vlakni WPI.

Ramanska spektroskopija je uporabno nedestruktivno orodje, ki se lahko uporablja za preučevanje struktur ogljikovih nanomaterialov [81]. Slika 7 predstavlja Ramanove spektre CNT, WPI fibril–CNT, CNO in WPI fibril–CNO. Vrhovi so bili po kompozitnem postopku šibkejši po intenzivnosti, ker so bile koncentracije CNT in CNO v kompozitih nižje.

Vsi štirje vzorci so pokazali dva glavna D pasova (okoli 1310 cm−1) in G pasu (okoli 1560 cm−1) vrhova v območju od 1100 do 2000 cm−1. Pas D predstavlja različne napake v grafitnih plasteh, kot so motnje zlaganja med sosednjimi grafitnimi plastmi, robne napake in atomske napake znotraj posameznih grafitnih plasti [82].

Pas G je posledica razteznih vibracij v ravnini grafitnega ogljika sp2. V visoko usmerjenem pirolitičnem grafitu (HOPG) s povečanjem defekta v grafitnih materialih postane pas D intenziven [83].

Razmerje intenzivnosti pasov D in G (ID/IG) se lahko uporablja kot merilo stopnje nereda v ogljikovih materialih. V idealnem grafitenomaterialu je pas D šibkejši, pas G pa močnejši in ostrejši, kar kaže na višjo stopnjo urejenosti na dolge razdalje in nižjo stopnjo nečistoč [84]. Iz spektrov za CNT in WPI fibril-CNT je bil pas D pri 1322,73 cm-1 in pas G pri 1565,77 cm-1.

Jasno je bilo, da je ID/IG v CNT (ID/IG CNT=0.49) manjši kot v WPI fibril–CNT (ID/IG WPI fibril–CNT=0.79).

To kaže na obstoj več napak v vzorcu WPI fibril-CNT, medtem ko je bil za CNO in WPI fibril-CNO pas D pri 1307,64 cm-1 in pas G pri 1554,10 cm-1.

ID/IG za CNO (ID/IG CNO=2.39) je bil večji kot za WPI fibril–CNO (ID/IG WPI fibril–CNO=2.14), kar pomeni drugače kot v primeru CNT, po hibridizaciji je bilo manj napak v WPI fibril-CNO.

Nekatere okvarjene grafitne plasti v CNO se lahko odstranijo. S primerjavo med CNT in CNO smo ugotovili, da je bil ID/IG v CNT manjši od tistega v CNO, kar kaže na obstoj več napak v CNO kot v CNT. Slike HR-TEM so pokazale, da nekatere grafitne lupine v CNO niso popolnoma zaprte, kar podpira obstoj več napak.

Slika 8 prikazuje TG grafa WPI fibril–CNT in WPI fibril–CNO. Na splošno so kazali precej podobne trende. V celotnem temperaturnem območju so bile tri stopnje hujšanja. Prva stopnja se je zgodila pri temperaturah 230~320 ◦C (približno 30 mas.%), druga izguba teže je nastala pri temperaturah 320~520 ◦C (približno 20 mas.%), tretja pa pri temperaturah 520~650 ◦C (približno 35 mas. % za WPI fibril–CNT in 47 mas. % WPI fibril–CNO).

Prvo stopnjo izgube teže je v glavnem povzročilo zgorevanje WPIfibril, druga stopnja je verjetno ustrezala zgorevanju kompozitov WPIfibril–CNT ali WPI fibril–CNO, tretja stopnja pa je bila povezana z izgorevanjem CNT ali CNO. Rezultati TG so pokazali, da obstajajo tri faze v kompozitih WPI fibril s CNT (ali CNO).

Po hidrotermalni sintezi je nastala nova faza za WPI fibril-CNT ali WPI fibril-CNO. Toplotna stabilnost nove kompozitne faze je bila med posameznimi vlakni WPI in CNT (ali CNO).

4. Sklepi

WPI fibril–CNT in WPI fibril–CNO so bili pripravljeni s hidrotermalno sintezo. WPI fibrili s CNT ali CNO tvorijo enakomerne gele in filme. CNT in CNO so skrajšali WPI fibrile in oblikovali majhne skupine WPI fibril. Spektri FTIR so pokazali, da sta tako CNT kot CNO vplivala na vlakna WPI in dodatno vplivala na sekundarno strukturo vlaken WPI.

XRD analiza je pokazala, da je bila večina CNT ovitih v WPI fibrile, medtem ko so bili CNO delno zaviti v WPI fibrile. Slikanje HR-TEM in Ramanspektroskopija sta pokazali, da je bila stopnja grafitizacije za CNT višja kot za CNO. Po hibridizaciji z vlakni WPI je bilo ustvarjenih več napak v CNT, vendar so bile nekatere prvotne napake v CNO opuščene.

Rezultati TG so pokazali, da je nastala nova faza fibril WPI–CNT ali CNO. Ta raziskava je pokazala, da lahko CNT in CNO razgradijo vlakna WPI, kar bi lahko imelo pomemben raziskovalni potencial pri zdravljenju bolezni, kot so fibroza pljuč in jeter, Parkinsonova bolezen ali Alzheimerjeva bolezen. bolezen.

Po drugi strani pa je bilo CNT in CNO mogoče spremeniti z uporabo WPI fibril, da se poveča njihova biokompatibilnost in zmanjša njihova citotoksičnost. Poleg tega so lahko hidrogeli, sestavljeni iz WPI fibril s CNT (ali CNO), novi materiali z uporabo v medicini ali na drugih področjih.

Avtorski prispevki: Administracija projekta, LG; pisanje-priprava izvirnega osnutka, NK, BZ in JH; pisanje-recenzija in redakcija, NK in BZ; pridobivanje sredstev, BZ in JP Vsi avtorji so prebrali in se strinjali z objavljeno različico rokopisa.

Financiranje: To raziskavo so finančno podprli Program uporabnih temeljnih raziskav province Shanxi (201901D211033) in Programi znanstvenih in tehnoloških inovacij visokošolskih ustanov v Shanxi (2019L0641).

Izjava institucionalnega nadzornega odbora: Vsi bolniki, vključeni v to študijo, so dali informirano soglasje. Pridobljena je bila odobritev institucionalnega revizijskega odbora za našo študijo. Izjava o informiranem soglasju: Ni primerno.

Izjava o razpoložljivosti podatkov: Vsi podatki, modeli ali koda, ustvarjena ali uporabljena med študijo, so na voljo v repozitoriju ali na spletu s pravilniki o hrambi podatkov financerja. Navzkrižje interesov: Avtorji izjavljajo, da ni navzkrižja interesov.

Reference

1. Joehnke, MS; Lametsch, R.; Sørensen, JC Izboljšana in vitro prebavljivost glavnih beljakovin oljne ogrščice v mešanicah z govejim beta-laktoglobulinom. Food Res. Int. 2019, 123, 346–354. [CrossRef] [PubMed]

2. Keppler, JK; Heyn, TR; Meissner, PM; Schrader, K.; Schwarz, K. Oksidacija beljakovin med temperaturno povzročeno amiloidno agregacijo beta-laktoglobulina. Food Chem. 2019, 289, 223–231. [CrossRef]

3. Pein, D.; Clawin-Rädecker, I.; Lorenzen, PC Peptično zdravljenje z beta-laktoglobulinom znatno izboljša lastnosti penjenja. J. Prehranski proces. Ohranite. 2018, 42, e13543. [CrossRef]

4. Tanzi, RE; Gusella, JF; Watkins, PC; Bruns, G.; St George-Hyslop, P.; Van Keuren, ML; Patterson, D.; Pagan, S.; Kurnit, DM; Neve, RL Amiloidni beta proteinski gen: cDNA, porazdelitev mRNA in genetska povezava blizu Alzheimerjevega lokusa. Science 1987, 235, 880–884. [CrossRef] [PubMed]

5. Gosal, WS; Clark, AH; Pudney, PD; Ross-Murphy, SB Nove amiloidne fibrilarne mreže, pridobljene iz globularnega proteina: -laktoglobulina. Langmuir 2002, 18, 7174–7181.

6. Bolder, SG; Hendrickx, H.; Sagis, LMC; van der Linden, E. Fibrilni sklopi v vodnih mešanicah sirotkinih beljakovin. J. Agric.Food Chem. 2006, 54, 4229–4234. [CrossRef]

7. Aymard, P.; Nikolaj, T.; Durand, D.; Clark, A. Statično in dinamično sipanje -laktoglobulinskih agregatov, ki nastanejo po toplotno povzročeni denaturaciji pri pH 2. Macromolecules 1999, 32, 2542–2552. [CrossRef]

8. Bolder, SG; Vasbinder, AJ; Sagis, LMC; van der Linden, E. Toplotno inducirana fibrila izolata sirotkinih beljakovin: pretvorba, hidroliza in tvorba disulfidne vezi. Int. Mlekarstvo 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. [CrossRef]

10. Bromley, EH; Krebs, MRH; Donald, AM Agregacija po dolžinskih lestvicah v beta-laktoglobulinu. Faraday Razpravljaj. 2005, 128, 13–27. [CrossRef]

11. Yang, J.; Lee, J.; Yi, W. Izboljšanje poljskih emisij koloidnih kvantnih pik PbS okrašenih enostenskih ogljikovih nanocevk.J. Zlitina. Compd. 2019, 809, 151832.

12. Ladani, L. Potencial za kompozite kovinsko-ogljikove nanocevke kot medsebojne povezave. J. Electron. Mater. 2019, 48, 92–98. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com