A tejsavófehérje-szálak kölcsönhatása szén nanocsövekkel vagy szén-nanohagymával 3. rész

A fehérjék másodlagos struktúrái főként - hélix, - fold, - turn és random tekercsek formájában voltak. A WPI fibrillák a másodlagos fehérjestruktúrákból álltak.

Az alfa-hélix egy speciális spirális szerkezet a DNS-molekulákban, amely genetikai információkat tárolhat szervezetünkben. A memória egy nagyon fontos kognitív képesség az emberi agyban, amely meghatározza, hogy mire emlékezhetünk és mit felejthetünk el.

A legújabb tanulmányok azonban kimutatták, hogy még mindig van bizonyos összefüggés az alfa hélix és a memória között. A kutatók azt találták, hogy egy egészséges emberi szervezetben bizonyos kapcsolat van az alfa-hélix tartalma és a memória minősége között. Pontosabban:

Először is, számos tanulmány kimutatta, hogy az alfa hélix tartalma hatással lehet az emberi immunrendszerre, ezáltal javítva a szervezet egészségét. Ugyanakkor a megfelelő táplálkozás és testmozgás segítheti az alfa hélix szintézisét és stabilitását szervezetünkben.

Másodszor, az alfa hélixben hordozott genetikai információ emlékezetünk forrása is. További kutatások azt mutatják, hogy a szervezet alfa-hélixtartalmának növekedésével a memóriánk is ennek megfelelően javulni fog. Ennek a jelenségnek az az oka, hogy az alfa hélixben található genetikai információ felgyorsíthatja az anyagcserét és az idegi jelátvitelt az emberi agyban, ezáltal javítva a memóriánkat és a tanulási képességünket.

Végül néhány tanulmány azt is kimutatta, hogy az alfa hélix hatással lehet testünk érzelmi és pszichológiai állapotára. Különösen krónikus stressz esetén az elégtelen alfa-hélixekkel rendelkező emberek szorongatosabbak és idegesebbek, míg a gazdag alfa-hélixek várhatóan enyhítik ezt a hangulatváltozást.

Összefoglalva, az alfa hélixek szorosan összefüggenek a memóriával. Nemcsak testi egészségünkre, hanem közvetve vagy közvetlenül a megismerésünkre, érzelmeinkre és pszichológiai állapotunkra is hatással lehetnek. Ezért mindennapi életünkben az egészséges táplálkozási és mozgási szokások megőrzésére kell összpontosítanunk, valamint az agyunk aktív gyakorlására, hogy javítsuk alfa-hélix szintézisünket és memóriaképességünket. Látható, hogy javítanunk kell a memóriánkat, a Cistanche deserticola pedig jelentősen javíthatja a memóriánkat, mert a Cistanche deserticola antioxidáns, gyulladáscsökkentő és öregedésgátló hatással bír, ami segíthet csökkenteni az oxidatív és gyulladásos reakciókat az agyban, ezáltal védve az idegrendszer egészsége. Ezen túlmenően, a Cistanche deserticola elősegítheti az idegsejtek növekedését és helyreállítását, ezáltal javítva a neurális hálózatok összekapcsolhatóságát és működését. Ezek a hatások javíthatják a memóriát, a tanulási képességet és a gondolkodási sebességet, valamint megelőzhetik a kognitív diszfunkciók és a neurodegeneratív betegségek előfordulását.

Kattintson a Tudnivaló-kiegészítőkre a memória javítása érdekében

A WPI fibrillum–CNT-k esetében az amid I sáv nyújtási rezgéscsúcsa nem változott szignifikánsan a CNT-k növekedésével, ami azt mutatta, hogy a WPI fibrillák másodlagos szerkezetét nem befolyásolja több CNT hozzáadása.

A WPI fibrill-CNO-k esetében (5b. ábra), további CNO-tartalommal, a theamid I sáv nyúlási rezgéscsúcsa szignifikánsan megváltozott, ami arra utal, hogy a CNO-k nagy hatással voltak a WPI-szálak másodlagos szerkezetére.

Az 5a. ábrát az 5b. ábrával összehasonlítva a CNO erősebb kölcsönhatást mutatott a WPI fibrillákkal, és jelentősebben változott a fehérje másodlagos szerkezetét tekintve, mint a CNT-eknél. A 6. ábra a WPI rost-szén nanokompozitok XRD mintázatait mutatja.

A CNT-k és a CNO-k réteges grafitszerkezettel rendelkeztek, és diffrakciós csúcsaik hasonlóak voltak. Normális esetben a diffrakciós csúcsok 2θ=26,6◦ és 44,1◦ értéknél voltak, amelyek megfelelnek a grafit jellegzetes csúcsainak (002), illetve (101). A 6. ábrán a kompozitok fehérjediffrakciós csúcsokat mutattak a 2θ=9◦ és 19◦ diffrakciós szög közelében.

A 6a. ábrán a WPI fibrill-CNT-k esetében a CNT-k diffrakciós csúcsai nagyon gyengék voltak. Ennek oka az lehet, hogy a legtöbb CNT-t WPI-szálak borították. A WPI fibrill-CNO-k XRD-jében (6b. ábra) a CNO-k grafitréteg-diffrakciós csúcsai nyilvánvalóbbak voltak, mint a WPI-fibrill-CNT-kben. Feltételezték, hogy egyes CNO-k nem lehetnek teljesen befedve WPI-szálakkal.

A Raman-spektroszkópia egy hasznos roncsolásmentes eszköz, amellyel szén nanoanyagok szerkezetét lehet tanulmányozni [81]. A 7. ábra a CNT-k, a WPI fibrill-CNT-k, a CNO-k és a WPI fibrillák-CNO-k Raman-spektrumát mutatja be. A csúcsok gyengébb intenzitásúak voltak az összetett folyamat után, mivel a kompozitokban a CNT-k és CNO-k koncentrációja alacsonyabb volt.

Mind a négy minta két fő D sávot (körülbelül 1310 cm-1) és G sávot (körülbelül 1560 cm-1) mutatott az 1100-2000 cm-1 tartományban. A D sáv a grafitos rétegek különféle hibáit jelöli, mint például a szomszédos grafitrétegek közötti halmozási hibákat, élhibákat és az egyes grafitos rétegeken belüli atomi hibákat [82].

A G bandis az sp2 grafitos szén síkbeli feszítő rezgései miatt. Az erősen orientált pirolitikus grafitban (HOPG) a grafitos anyagok hibáinak növekedésével a D-sáv intenzívvé válik [83].

A D és G sávok intenzitásaránya (ID/IG) használható a széntartalmú anyagok rendezetlenségének mértékére. Egy ideális grafitenananyagban a D sáv gyengébb, a G sáv pedig erősebb és élesebb, ami magasabb fokú nagy hatótávolságú rendet és alacsonyabb szennyeződési szintet jelez [84]. A CNT-k és a WPI fibrill-CNT-k spektrumából a D-sáv 1322,73 cm-1, a G-sáv pedig 1565,77 cm-1 volt.

Egyértelmű volt, hogy a CNT-k ID/IG-értéke (ID/IG CNT-k=0.49) kisebb volt, mint a WPI-fibrillák-CNT-kben (ID/IG WPI-szál-CNT-k=0.79).

Ez azt jelzi, hogy a WPI fibrill-CNT mintában több hiba van, míg a CNO-k és a WPI fibrill-CNO-k esetében a D-sáv 1307,64 cm-1, a G-sáv pedig 1554,10 cm-1 volt.

A CNO-k ID/IG-je (ID/IG CNO-k=2.39) nagyobb volt, mint a WPI fibrillák–CNO-ké (ID/IG WPI fibrill-CNO-k=2.14), ami eltérően a CNT-k, hibridizáció után kevesebb hiba volt a WPI fibrill-CNO-kban.

A CNO-k egyes hibás grafitrétegei eltávolíthatók. A CNT-k és a CNO-k összehasonlítása során azt találtuk, hogy a CNT-k ID/IG-je kisebb volt, mint a CNO-kban, ami azt jelzi, hogy a CNO-kban több hiba van, mint a CNT-kben. A HR-TEM képek azt mutatták, hogy a CNO-k egyes grafithéjai nem zártak le teljesen, ami további hibák meglétét támasztja alá.

A 8. ábra a WPI fibrill–CNT-k és WPI-szál–CNO-k TG-diagramját mutatja. Általában nagyon hasonló tendenciákat mutattak. Három súlycsökkenési szakasz volt a teljes hőmérsékleti tartományban. Az első szakasz 230-320 °C (körülbelül 30 tömeg%), a második súlyveszteség 320-520 °C (körülbelül 20 tömeg%), a harmadik pedig 520-650 °C hőmérsékleten ment végbe. ◦C (körülbelül 35 tömeg% WPI fibrill-CNT-k és 47 tömeg% WPIfibril-CNO-k esetén).

A fogyás első szakaszát főként a WPI-fibrillumok égése okozta, a második szakasz valószínűleg a WPIfibril–CNT-k vagy WPI-fibrillák–CNO-k kompozitjainak elégetésének felelt meg, a harmadik szakasz pedig a CNT-k vagy CNO-k égéséhez társult. A TG eredmények azt mutatták, hogy a CNT-kkel (vagy CNO-kkal) rendelkező WPI-szálak kompozitjaiban három fázis volt.

A hidrotermális szintézis után a WPI fibrill-CNT-k vagy WPI-fibrill-CNO-k új fázisa jött létre. Az új kompozit fázis termikus stabilitása az egyes WPI fibrillumok és a CNT-k (vagy CNO-k) között volt.

4. Következtetések

A WPI fibrill–CNT-ket és WPI-fibrill–CNO-kat hidrotermális szintézissel állítottuk elő. A CNT-kkel vagy CNO-kkal rendelkező WPI-szálak egységes géleket és filmeket alkottak. A CNT-k és a CNO-k lerövidítették a WPI-szálakat, és kis WPI-szálak klasztereket alkottak. Az FTIR spektrumok azt mutatták, hogy mind a CNT-k, mind a CNO-k kölcsönhatásba léptek a WPI-szálakkal, és tovább befolyásolták a WPI-szálak másodlagos szerkezetét.

Az XRD elemzés kimutatta, hogy a legtöbb CNT WPI-fibrillákba volt csomagolva, míg a CNO-k részben WPI-szálakba voltak csomagolva. A HR-TEM képalkotás és a Ramanspektroszkópia azt mutatta, hogy a CNT-k grafitosítási szintje magasabb volt, mint a CNO-ké. A WPI-szálakkal történő hibridizációt követően a CNT-kben több hiba keletkezett, azonban néhány eredeti hibát a CNO-kban elvetettek.

A TG eredmények azt mutatták, hogy a WPI fibrillák–CNT-k vagy CNO-k új fázisa jött létre. Ez a kutatás megállapította, hogy a CNT-k és CNO-k lebonthatják a WPI-szálakat, amelyek fontos kutatási potenciállal bírnak olyan betegségek kezelésében, mint a tüdő- és májfibrózis, a Parkinson-kór vagy az Alzheimer-kór. betegség.

Másrészt a CNT-k és a CNO-k módosíthatók WPI-szálak segítségével, hogy növeljék biokompatibilitásukat és csökkentsék citotoxicitásukat. Ezenkívül a CNT-kkel (vagy CNO-kkal) rendelkező WPI-szálakból álló hidrogélek új anyagok lehetnek az orvostudományban vagy más területeken.

A szerző közreműködése: Projektadminisztráció, LG; írás-eredeti tervezet előkészítése, NK, BZ és JH; írás-ellenőrzés és szerkesztés, NK és BZ; finanszírozás megszerzése, BZ és JP Minden szerző elolvasta és beleegyezett a kézirat közzétett változatába.

Finanszírozás: Ezt a kutatást a Shanxi tartomány Alkalmazott Alapkutatási Programja (201901D211033) és a Shanxi-i Felsőoktatási Intézmények Tudományos és Technológiai Innovációs Programja (2019L0641) támogatta.

Az intézményi felülvizsgálati bizottság nyilatkozata: A vizsgálatban részt vevő összes beteg tájékoztatáson alapuló beleegyezését adta. Tanulmányunk intézményi felülvizsgálati bizottságának jóváhagyását megkaptuk. Tájékozott hozzájárulási nyilatkozat: Nem alkalmazható.

Nyilatkozat az adatok elérhetőségéről: A vizsgálati területen generált vagy használt összes adat, modell vagy kód elérhető egy adattárban vagy online a finanszírozói adatmegőrzési szabályzatok által. Érdekellentét: A szerzők nem nyilatkoznak összeférhetetlenségről.

Hivatkozások

1. Joehnke, MS; Lametsch, R.; Sørensen, JC A repce fő fehérjéinek in vitro emészthetősége szarvasmarha-laktoglobulin keverékekben. Food Res. Int. 2019, 123, 346–354. [CrossRef] [PubMed]

2. Kepler, JK; Heyn, TR; Meissner, PM; Schrader, K.; Schwarz, K. Fehérje oxidáció a béta-laktoglobulin hőmérséklet-indukált amiloidaggregációja során. Food Chem. 2019, 289, 223–231. [CrossRef]

3. Pein, D.; Clawin-Rädecker, I.; Lorenzen, PC A béta-laktoglobulin peptikus kezelése lényegesen javítja a habzási tulajdonságokat.J. Élelmiszer-eljárás. Megőrizni. 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 Amyloid béta protein gén: cDNS, mRNS eloszlás és genetikai kapcsolat az Alzheimer-lókusz közelében. Science 1987, 235, 880–884. [CrossRef] [PubMed]

5. Gosal, WS; Clark, AH; Pudney, PD; Ross-Murphy, SB Új amiloid fibrilláris hálózatok, amelyek egy globuláris fehérjéből származnak: -laktoglobulin. Langmuir 2002, 18, 7174–7181.

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

7. Aymard, P.; Nicolai, T.; Durand, D.; Clark, A. Hő által indukált denaturáció után képződő laktoglobulin-aggregátumok statikus és dinamikus szórása pH 2-nél. Macromolecules 1999, 32, 2542–2552. [CrossRef]

8. Bolder, SG; Vasbinder, AJ; Sagis, LMC; van der Linden, E. Hő által indukált tejsavófehérje izolátum fibrillák: Konverzió, hidrolízis és diszulfid kötés kialakulása. 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. [CrossRef]

10. Bromley, EH; Krebs, MRH; Donald, AM Aggregáció a hossz-skálákon keresztül a béta-laktoglobulinban. Faraday Beszélgetés. 2005,128, 13–27. [CrossRef]

11. Yang, J.; Lee, J.; Yi, W. Field emission enhancement of PbS colloidal quantum dot-decorated single-walled carbon nanotubes.J. Ötvözet. Compd. 2019, 809, 151832.

12. Ladani, L. A fém–szén nanocsövek kompozitok potenciálja összekapcsolódásként. J. Electron. Mater. 2019, 48, 92–98. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com