La interacción entre las fibrillas de proteína de suero con nanotubos de carbono o nanocebollas de carbono, parte 3
Aug 12, 2024
Las estructuras secundarias de las proteínas tenían principalmente formas de hélice, pliegue, giro y espirales aleatorias. Las fibrillas de WPI estaban formadas por estructuras proteicas secundarias.
La hélice alfa es una estructura helicoidal especial en las moléculas de ADN que puede almacenar información genética en nuestro cuerpo. La memoria es una capacidad cognitiva muy importante en el cerebro humano, que determina lo que podemos recordar y olvidar.
Sin embargo, estudios recientes han demostrado que todavía existe una cierta correlación entre la hélice alfa y la memoria. Los investigadores han descubierto que en un cuerpo humano sano existe una cierta relación entre el contenido de la hélice alfa y la calidad de la memoria. Específicamente:
En primer lugar, una gran cantidad de estudios han demostrado que el contenido de alfa hélice puede afectar el sistema inmunológico humano, mejorando así la salud del cuerpo. Al mismo tiempo, una nutrición adecuada y el ejercicio también pueden ayudar a la síntesis y estabilidad de la hélice alfa en nuestro organismo.
En segundo lugar, la información genética contenida en la hélice alfa es también la fuente de nuestra memoria. Investigaciones adicionales muestran que a medida que aumenta el contenido de alfa hélice en el cuerpo, nuestra memoria también mejorará en consecuencia. Este fenómeno puede deberse a que la información genética en la hélice alfa puede acelerar el metabolismo y la transmisión de señales neuronales en el cerebro humano, mejorando así nuestra memoria y capacidad de aprendizaje.
Finalmente, algunos estudios también han demostrado que la alfa hélice puede afectar el estado emocional y psicológico de nuestro cuerpo. Especialmente en el caso de estrés crónico, las personas con hélices alfa insuficientes tienden a sentirse más ansiosas y nerviosas, mientras que se espera que las hélices alfa ricas alivien este cambio de humor.
En resumen, las hélices alfa están estrechamente relacionadas con la memoria. No sólo pueden afectar nuestra salud física sino que también afectan directa o indirectamente nuestra cognición, emociones y estado psicológico. Por lo tanto, debemos centrarnos en mantener hábitos saludables de alimentación y ejercicio en nuestra vida diaria, así como en ejercitar activamente nuestro cerebro, para mejorar nuestra síntesis de hélice alfa y nuestras capacidades de memoria. Se puede ver que necesitamos mejorar nuestra memoria, y Cistanche deserticola puede mejorar significativamente nuestra memoria porque Cistanche deserticola tiene efectos antioxidantes, antiinflamatorios y antienvejecimiento, que pueden ayudar a reducir las reacciones oxidativas e inflamatorias en el cerebro, protegiendo así la salud del sistema nervioso. Además, Cistanche deserticola también puede promover el crecimiento y la reparación de las células nerviosas, mejorando así la conectividad y la función de las redes neuronales. Estos efectos pueden ayudar a mejorar la memoria, la capacidad de aprendizaje y la velocidad del pensamiento, y también pueden prevenir la aparición de disfunciones cognitivas y enfermedades neurodegenerativas.
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Para las fibrillas WPI-CNT, el pico de vibración de estiramiento de la banda de amida I no cambió significativamente con el aumento de CNT, lo que reveló que la estructura secundaria de las fibrillas WPI no está influenciada por la adición de más CNT.
Para las fibrillas WPI-CNO (Figura 5b), con contenido adicional de CNO, el pico de vibración de estiramiento de la banda de amida I cambió de manera más significativa, lo que implica que los CNO tuvieron una gran influencia en la estructura secundaria de las fibrillas WPI.
Comparando la Figura 5a con la Figura 5b, los CNO tuvieron interacciones más fuertes con las fibrillas de WPI y cambiaron más significativamente en términos de la estructura secundaria de la proteína que los CNT. La Figura 6 muestra los patrones de XRD de los nanocompuestos de fibrillas de carbono-fibrillas de WPI.
Los CNT y los CNO tenían una estructura de grafito en capas y sus picos de difracción eran similares. Normalmente, hubo picos de difracción en 2θ=26.6◦ y 44,1◦, correspondientes a picos característicos del grafito en (002) y (101), respectivamente. En la Figura 6, los compuestos exhibieron picos de difracción de proteínas cerca de los ángulos de difracción de 2θ=9◦ y 19◦.
En la Figura 6a, para las fibrillas WPI-CNT, los picos de difracción de los CNT fueron muy débiles. La razón podría ser que la mayoría de los CNT estaban envueltos con fibrillas de WPI. En la XRD de fibrillas WPI-CNO (Figura 6b), los picos de difracción de la capa de grafito de los CNO fueron más obvios que los de las fibrillas WPI-CNT. Se asumió que algunos CNO podrían no estar completamente cubiertos con fibrillas WPI.
La espectroscopía Raman es una herramienta no destructiva útil que puede utilizarse para estudiar las estructuras de nanomateriales de carbono [81]. La Figura 7 presenta los espectros Raman de los CNT, fibrillas WPI-CNT, CNO y fibrillas WPI-CNO. Los picos fueron más débiles en intensidad después del proceso compuesto porque las concentraciones de CNT y CNO en los compuestos eran más bajas.
Las cuatro muestras mostraron dos picos principales de bandas D (alrededor de 1310 cm-1) y de banda G (alrededor de 1560 cm-1) en el rango de 1100 a 2000 cm-1. La banda D representa varios defectos en las capas de grafito, como trastornos de fallas de apilamiento entre capas de grafito adyacentes, defectos de borde y defectos atómicos dentro de capas de grafito individuales [82].
La banda G se debe a las vibraciones de estiramiento en el plano del carbono grafítico sp2. En el grafito pirolítico altamente orientado (HOPG), con un aumento del defecto en los materiales grafíticos, la banda D se vuelve intensa [83].
La relación de intensidad de las bandas D y G (ID/IG) se puede utilizar como medida del grado de desorden en los materiales carbonosos. En un grafitonanomaterial ideal, la banda D es más débil y la banda G es más fuerte y nítida, lo que indica un mayor grado de orden de largo alcance y un menor nivel de impurezas [84]. A partir de los espectros de CNT y fibrillas WPI-CNT, la banda D estaba en 1322,73 cm-1 y la banda G estaba en 1565,77 cm-1.
Estaba claro que el ID/IG en los CNT (ID/IG CNT=0.49) era más pequeño que el de las fibrillas WPI-CNT (ID/IG WPI fibrillas-CNT=0.79).
Esto indica la existencia de más defectos en la muestra de fibrillas-CNT de WPI, mientras que para CNO y fibrillas-CNO de WPI, la banda D estaba en 1307,64 cm-1 y la banda G estaba en 1554,10 cm-1.
El ID/IG para los CNO (ID/IG CNO=2.39) fue mayor que para las fibrillas WPI-CNO (ID/IG WPI fibrillas-CNO=2.14), es decir, a diferencia del caso de CNT, después de la hibridación hubo menos defectos en las fibrillas WPI-CNO.
Es posible que se eliminen algunas capas de grafito defectuosas en los CNO. Al comparar entre CNT y CNO, encontramos que el ID/IG en los CNT era menor que en los CNO, lo que indica la existencia de más defectos en los CNO que en los CNT. Las imágenes HR-TEM indicaron que algunas carcasas de grafito en los CNO no estaban completamente cerradas, lo que respalda la existencia de más defectos.
La Figura 8 muestra los gráficos TG de fibrillas WPI-CNT y fibrillas WPI-CNO. En general, mostraron tendencias bastante similares. Hubo tres etapas de pérdida de peso en todo el rango de temperatura. La primera etapa ocurrió a temperaturas de 230~320 ◦C (aproximadamente 30 en peso%), la segunda pérdida de peso ocurrió a temperaturas de 320~520 ◦C (aproximadamente 20 en peso%), y la tercera fue a temperaturas de 520~650 ◦C (aproximadamente 35% en peso para fibrillas WPI-CNT y 47% en peso de fibrillas WPI-CNO).
La primera etapa de pérdida de peso fue causada principalmente por la combustión de fibrillas WPI, la segunda etapa posiblemente correspondió a la combustión de compuestos de fibrillas WPI-CNT o fibrillas WPI-CNO, y la tercera etapa estuvo asociada con la combustión de CNT o CNO. Los resultados de TG demostraron que había tres fases en los compuestos de fibrillas de WPI con CNT (o CNO).
Después de la síntesis hidrotermal se formó una nueva fase para fibrillas WPI-CNT o fibrillas WPI-CNO. La estabilidad térmica de la nueva fase compuesta se encontraba entre las fibrillas WPI individuales y los CNT (o CNO).
4. Conclusiones
Las fibrillas WPI-CNT y las fibrillas WPI-CNO se prepararon mediante síntesis hidrotermal. Las fibrillas WPI con CNT o CNO formaron geles y películas uniformes. Los CNT y los CNO acortaron las fibrillas de WPI y formaron pequeños grupos de fibrillas de WPI. Los espectros FTIR indicaron que tanto los CNT como los CNO interactuaron con las fibrillas de WPI e influyeron aún más en la estructura secundaria de las fibrillas de WPI.
El análisis XRD reveló que la mayoría de los CNT estaban envueltos en fibrillas WPI, mientras que los CNO estaban parcialmente envueltos en fibrillas WPI. Las imágenes HR-TEM y la espectroscopía raman mostraron que el nivel de grafitización de los CNT era mayor que el de los CNO. Después de la hibridación con fibrillas de WPI, se crearon más defectos en los CNT, sin embargo, se descartaron algunos defectos originales en los CNO.
Los resultados de TG mostraron que se generó una nueva fase de fibrillas WPI: CNT o CNO. Esta investigación encontró que los CNT y CNO podrían degradar las fibrillas WPI, lo que podría tener un importante potencial de investigación en el tratamiento de enfermedades como la fibrosis pulmonar y hepática, la enfermedad de Parkinson o el Alzheimer. enfermedad.
Por otro lado, los CNT y CNO pudieron modificarse utilizando fibrillas de WPI para aumentar su biocompatibilidad y reducir su citotoxicidad. Además, los hidrogeles compuestos de fibrillas de WPI con CNT (o CNO) podrían ser nuevos materiales con aplicaciones en medicina u otros campos.
Contribuciones de los autores: Administración de proyectos, LG; redacción del borrador original, NK, BZ y JH; redacción, revisión y edición, NK y BZ; adquisición de financiación, BZ y JP Todos los autores han leído y aceptado la versión publicada del manuscrito.
Financiamiento: Esta investigación fue apoyada financieramente por el Programa de Investigación Básica Aplicada de la Provincia de Shanxi (201901D211033) y los Programas de Innovación Científica y Tecnológica de Instituciones de Educación Superior en Shanxi (2019L0641).
Declaración de la Junta de Revisión Institucional: Todos los pacientes involucrados en este estudio dieron su consentimiento informado. Se obtuvo la aprobación de nuestro estudio por parte de la junta de revisión institucional. Declaración de consentimiento informado: No aplicable.
Declaración de disponibilidad de datos: Todos los datos, modelos o códigos generados o utilizados durante el estudio están disponibles en un repositorio o en línea según las políticas de retención de datos de los financiadores. Conflictos de intereses: Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
Referencias
1. Joehnke, MS; Lametsch, R.; Sørensen, JC Mejora de la digestibilidad in vitro de las principales proteínas de la colza en mezclas con beta-lactoglobulina bovina. Res. alimentaria. Int. 2019, 123, 346–354. [Referencia cruzada] [PubMed]
2. Keppler, JK; Heyn, TR; Meissner, PM; Schrader, K.; Schwarz, K. Oxidación de proteínas durante la agregación amiloide de beta-lactoglobulina inducida por la temperatura. Química de los alimentos. 2019, 289, 223–231. [Referencia cruzada]
3. Peín, D.; Clawin-Rädecker, I.; Lorenzen, PC El tratamiento péptico de la beta-lactoglobulina mejora sustancialmente las propiedades espumantes. J. Proceso de alimentos. Preservar. 2018, 42, e13543. [Referencia cruzada]
4. Tanzi, RE; Gusella, JF; Watkins, ordenador personal; Bruns, G.; St George-Hyslop, P.; Van Keuren, ML; Patterson, D.; Pagano, S.; Kurnit, DM; Neve, RL Gen de la proteína beta amiloide: ADNc, distribución de ARNm y enlace genético cerca del locus de Alzheimer. Ciencia 1987, 235, 880–884. [Referencia cruzada] [PubMed]
5. Gosal, WS; Clark, AH; Pudney, PD; Ross-Murphy, SB Nuevas redes fibrilares amiloides derivadas de una proteína globular: -lactoglobulina. Langmuir 2002, 18, 7174–7181.
6. Más audaz, SG; Hendrickx, H.; Sagis, LMC; van der Linden, E. Conjuntos de fibrillas en mezclas acuosas de proteína de suero. J. Agric.Food Chem. 2006, 54, 4229–4234. [Referencia cruzada]
7. Aymard, P.; Nicolai, T.; Durand, D.; Clark, A. Dispersión estática y dinámica de agregados de -lactoglobulina formados después de la desnaturalización inducida por calor a pH 2. Macromolecules 1999, 32, 2542–2552. [Referencia cruzada]
8. Más audaz, SG; Vasbinder, AJ; Sagis, LMC; van der Linden, E. Fibrillas de aislado de proteína de suero inducidas por calor: conversión, hidrólisis y formación de enlaces disulfuro. Int. Lácteos J. 2007, 17, 846–853.
9. Arnaudov, LN; de Vries, R.; Ippel, H.; van Mierlo, CPM Múltiples pasos durante la formación de fibrillas de -lactoglobulina. Biomacromolecules 2003, 4, 1614–1622. [Referencia cruzada]
10. Bromley, EH; Krebs, MRH; Donald, AM Agregación a lo largo de las escalas de longitud en beta-lactoglobulina. Faraday discutir. 2005, 128, 13–27. [Referencia cruzada]
11. Yang, J.; Lee, J.; Yi, W. Mejora de la emisión de campo de nanotubos de carbono de pared simple decorados con puntos cuánticos coloidales PbS.J. Aleación. compd. 2019, 809, 151832.
12. Ladani, L. El potencial de los compuestos de nanotubos de metal y carbono como interconexiones. J. Electrón. Madre. 2019, 48, 92–98. [Referencia cruzada]
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