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Probing Molecular and Surface Interactions of Mussel Adhesive Proteins by Using Surface Forces Apparatus

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關(guān)鍵詞：

Molecular interactions Surface forces apparatus Mussel adhesive
proteins

資料大小：

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所屬學(xué)科：

通用高分子材料

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簡(jiǎn)介：

Musselssurviveinturbulentseabyrobustunderwateradhesiontoallkindsofwaveandwind-sweptsubstrata,aswellashighlystiffandhighlyextensiblesurfacecoatingsusingaproteinaceousbyssus.Suchremarkablefeaturesmakethebyssusasourceofinspirationforthedevelopmentofnoveladhesives,coatingsandbiomaterialswhichcanbeintroducedinasimilarlyturbulentaqueousenwronmentinthehumanbody.Themusselbyssusresemblesabundleofthreadstippedwithadhesiveplaquesandcontainsroughly25-30differentproteins.Understandingtheadhesionandcohesionmechanismoftheseproteinsisofbothfundamentalandpracticalimportanceinthedevelopmentofbiomedicaladhesivesandcoatings.Ourgrouphasendeavoredtoinvestigatethemolecularandsurfaceinteractionmechanismsofmusseladhesiveproteinsbyapplyingamolecularforceprobetechnique-SurfaceForcesApparatus(SFA).TheSFAstudieswereperformedinvariousconfigurations:(i)aproteinfilmagainstdifferentsubstrata,(ii)aproteinfilmagainstanothersurfaceofthesameordifferentprotein,and(iii)proteinsolutionsconfinedbetweendifferentsubstrata.Itwasfoundthattheadhesionandcohesionofmusselfootproteinsarecriticallyrelatedtothemodifiedprominentaminoacid,L-3,4-dihydroxyphenylalanine(DOPA)orC2_mannosyl_7_hydroxytryptophan(Man70HTrp).Formusseladhesiontovarioussubstrata,DOPAplaystheimportantroleviadiverseinteractionsincludinghydrogenbonding,metalcoordination,cation-7rinteractions.DOPA-richproteinsmfp-3andmfp-5playamajorroleintheadhesionatplaque-substratainterfaces.DOPAalsocontributessignificantlytotheproteincohesionviametalcoordination(e.g.,DOPA_Ca2+,DOPA_Fe3+),cation-7rinteractions(e.g.,DOPA-Lys+).Ourresultsprovidenewinsightsintothedevelopmentofbiomimeticunderwateradhesivesandcoatingsforbiomedicalapplications.

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2013-06-25 11:34:36

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