Međudjelovanje između vlakana proteina sirutke i ugljičnih nanocijevi ili ugljičnih nano-lukova, dio 3

Sekundarne strukture proteina bile su uglavnom u obliku - spirale, - nabora, - zavoja i slučajnih zavojnica. WPI fibrile sastoje se od sekundarnih proteinskih struktura.

Alfa spirala je posebna spiralna struktura u molekulama DNK koja može pohraniti genetske informacije u našem tijelu. Pamćenje je vrlo važna kognitivna sposobnost u ljudskom mozgu, koja određuje što možemo zapamtiti i zaboraviti.

Međutim, nedavne studije pokazale su da ipak postoji određena korelacija između alfa spirale i pamćenja. Istraživači su otkrili da u zdravom ljudskom tijelu postoji određeni odnos između sadržaja alfa spirale i kvalitete pamćenja. Posebno:

Prvo, veliki broj studija pokazao je da sadržaj alfa heliksa može utjecati na ljudski imunološki sustav, čime se poboljšava zdravlje organizma. U isto vrijeme, odgovarajuća prehrana i tjelovježba također mogu pomoći sintezi i stabilnosti alfa spirale u našem tijelu.

Drugo, genetske informacije koje se nose u alfa spirali također su izvor našeg pamćenja. Daljnja istraživanja pokazuju da će se s povećanjem sadržaja alfa heliksa u tijelu poboljšati i naše pamćenje. Ovaj fenomen može biti zato što genetske informacije u alfa spirali mogu ubrzati metabolizam i prijenos neuralnih signala u ljudskom mozgu, čime se poboljšava naše pamćenje i sposobnost učenja.

Konačno, neke su studije također pokazale da alfa helix može utjecati na emocionalno i psihičko stanje našeg tijela. Osobito u slučaju kroničnog stresa, ljudi s nedostatkom alfa spirala imaju tendenciju da se osjećaju tjeskobnije i nervoznije, dok se očekuje da će bogate alfa spirale ublažiti ovu promjenu raspoloženja.

Ukratko, alfa spirale su usko povezane s pamćenjem. Oni ne samo da mogu utjecati na naše fizičko zdravlje, već također izravno ili neizravno utječu na naše spoznaje, emocije i psihičko stanje. Stoga bismo se trebali usredotočiti na održavanje zdrave prehrane i navika vježbanja u svakodnevnom životu, kao i na aktivno vježbanje mozga, kako bismo poboljšali sintezu alfa spirale i sposobnost pamćenja. Vidi se da moramo poboljšati svoje pamćenje, a Cistanche deserticola može značajno poboljšati naše pamćenje jer Cistanche deserticola ima antioksidativno, protuupalno i anti-age djelovanje, što može pomoći u smanjenju oksidativnih i upalnih reakcija u mozgu, čime štiti zdravlje živčanog sustava. Osim toga, Cistanche deserticola također može potaknuti rast i popravak živčanih stanica, čime se poboljšava povezanost i funkcija neuronskih mreža. Ovi učinci mogu poboljšati pamćenje, sposobnost učenja i brzinu razmišljanja, a također mogu spriječiti pojavu kognitivne disfunkcije i neurodegenerativnih bolesti.

Kliknite znati suplemente za poboljšanje pamćenja

Za WPI fibril-CNT, vrhunac rastezanja vibracija trake amida I nije se značajno promijenio s povećanjem CNT-a, što je otkrilo da dodavanje više CNT-a ne utječe na sekundarnu strukturu WPI fibrila.

Za WPI fibril–CNO (Slika 5b), s dodatnim sadržajem CNO, vrhunac istezanja vibracija trake teamida I promijenio se značajnije, što implicira da su CNO imali veliki utjecaj na sekundarnu strukturu WPI fibrila.

Uspoređujući sliku 5a sa slikom 5b, CNO je imao jaču interakciju s WPI fibrilama i značajnije se promijenio u smislu sekundarne strukture proteina od CNT-a. Slika 6 prikazuje XRD uzorke WPI fibril-ugljičnih nanokompozita.

CNT i CNO imaju slojevitu strukturu grafita i njihovi difrakcijski vrhovi bili su slični. Normalno, postojali su difrakcijski vrhovi na 2θ=26.6◦ i 44.1◦, što odgovara karakterističnim vrhovima grafita na (002) odnosno (101). Na slici 6, kompoziti su pokazali vrhove proteinske difrakcije blizu difrakcijskih kutova od 2θ=9◦ i 19◦.

Na slici 6a, za WPI fibril-CNT, vrhovi difrakcije CNT-a bili su vrlo slabi. Razlog bi mogao biti taj što je većina CNT-a bila omotana WPI fibrilama. U XRD WPI fibril-CNO (slika 6b), vrhovi difrakcije grafitnog sloja CNO bili su očitiji od onih u WPI fibril-CNT. Pretpostavljalo se da neki CNO možda nisu potpuno prekriveni WPI fibrilama.

Ramanova spektroskopija je koristan nedestruktivni alat koji se može koristiti za proučavanje struktura ugljikovih nanomaterijala [81]. Slika 7 prikazuje Ramanove spektre CNT-a, WPI fibrila-CNT-a, CNO-a i WPI fibrila-CNO-a. Vrhovi su bili slabijeg intenziteta nakon procesa kompozita jer su koncentracije CNT i CNO u kompozitima bile niže.

Sva četiri uzorka pokazala su dva glavna vrha D trake (oko 1310 cm−1) i G trake (oko 1560 cm−1) u rasponu od 1100 do 2000 cm−1. D traka predstavlja različite nedostatke u grafitnim slojevima, kao što su poremećaji slaganja između susjednih grafitnih slojeva, rubni defekti i atomski defekti unutar pojedinačnih grafitnih slojeva [82].

G pojas je zbog vibracija istezanja u ravnini sp2 grafitnog ugljika. U visokoorijentiranom pirolitičkom grafitu (HOPG), s povećanjem defekta u grafitnim materijalima, D-pojas postaje intenzivan [83].

Omjer intenziteta D i G vrpci (ID/IG) može se koristiti kao mjera stupnja nereda u ugljičnim materijalima. U idealnom grafitenomaterijalu, D vrpca je slabija, a G vrpca jača i oštrija, što ukazuje na viši stupanj dalekosežnog reda i nižu razinu nečistoće [84]. Iz spektra za CNT i WPI fibril-CNT, D pojas je bio na 1322,73 cm−1, a G pojas je bio na 1565,77 cm−1.

Bilo je jasno da je ID/IG u CNT (ID/IG CNT=0.49) bio manji nego u WPI fibril–CNT (ID/IG WPI fibril–CNT=0.79).

Ovo ukazuje na postojanje većeg broja defekata u uzorku WPI fibril-CNT, dok je za CNOs i WPI fibril-CNOs D vrpca bila na 1307,64 cm−1, a G vrpca na 1554,10 cm−1.

ID/IG za CNO (ID/IG CNO=2.39) bio je veći nego za WPI fibril–CNO (ID/IG WPI fibril–CNO=2.14), što znači za razliku od slučaja CNT, nakon hibridizacije bilo je manje defekata u WPI fibril-CNO.

Neki neispravni slojevi grafita u CNO-ovima mogu se ukloniti. Uspoređujući CNT i CNO, otkrili smo da je ID/IG u CNT manji nego u CNO, što ukazuje na postojanje više nedostataka u CNO nego u CNT. Slike HR-TEM pokazale su da neke grafitne ljuske u CNO nisu potpuno zatvorene, što potvrđuje postojanje više nedostataka.

Slika 8 prikazuje TG dijagrame WPI fibrila–CNT i WPI fibrila–CNO. Općenito, pokazali su prilično slične trendove. Postojale su tri faze mršavljenja u cijelom temperaturnom rasponu. Prva faza dogodila se na temperaturama od 230~320 ◦C (oko 30 wt.%), druga faza gubitka težine dogodila se na temperaturama od 320~520 ◦C (oko 20 wt.%), a treća je bila na temperaturama od 520~650 ◦C (oko 35 wt.% za WPI fibril–CNT i 47 wt.% WPIfibril–CNO).

Prva faza gubitka težine bila je uglavnom uzrokovana izgaranjem WPIfibrila, druga faza je vjerojatno odgovarala izgaranju kompozita WPIfibril–CNTs ili WPI fibril–CNOs, a treća faza je bila povezana sa izgaranjem CNTs ili CNOs. Rezultati TG pokazali su da postoje tri faze u kompozitima WPI fibrila s CNT (ili CNO).

Nova faza za WPI fibril-CNTs ili WPI fibril-CNOs nastala je nakon hidrotermalne sinteze. Toplinska stabilnost nove kompozitne faze bila je između pojedinačnih WPI fibrila i CNT (ili CNO).

4. Zaključci

WPI fibril–CNT i WPI fibril–CNO pripremljeni su hidrotermalnom sintezom. WPI fibrili s CNT ili CNO stvaraju jednolike gelove i filmove. CNT i CNO su skratili WPI fibrile i formirali male WPI fibrile klastere. FTIR spektri pokazuju da su i CNT i CNO djelovali s WPI fibrilama i dodatno utjecali na sekundarnu strukturu WPI fibrila.

XRD analiza otkrila je da je većina CNT omotana u WPI fibrile, dok su CNO djelomično omotane u WPI fibrile. HR-TEM snimanje i Raman spektroskopija pokazali su da je razina grafitizacije za CNT viša nego za CNO. Nakon hibridizacije s WPI fibrilama, stvoreno je više defekata u CNT, međutim, neki originalni defekti su odbačeni u CNO.

Rezultati TG-a pokazali su da je stvorena nova faza WPI fibrila – CNT ili CNO. Ovo je istraživanje pokazalo da CNT i CNO mogu razgraditi WPI fibrile, što bi moglo imati važan istraživački potencijal u liječenju bolesti kao što su fibroza pluća i jetre, Parkinsonova bolest ili Alzheimerova bolest bolest.

S druge strane, CNT i CNO su se mogli modificirati pomoću WPI fibrila kako bi se povećala njihova biokompatibilnost i smanjila njihova citotoksičnost. Štoviše, hidrogelovi sastavljeni od WPI fibrila s CNT (ili CNO) mogu biti novi materijali s primjenom u medicini ili drugim područjima.

Autorski doprinos: Administracija projekta, LG; pisanje-priprema originalnog nacrta, NK, BZ i JH; pisanje-recenzija i redakcija, NK i BZ; nabava sredstava, BZ i JP Svi autori su pročitali i složili se s objavljenom verzijom rukopisa.

Financiranje: Ovo istraživanje financijski su podržali Program primijenjenih osnovnih istraživanja provincije Shanxi (201901D211033) i Programi znanstvenih i tehnoloških inovacija institucija visokog obrazovanja u Shanxiju (2019L0641).

Izjava institucionalnog odbora za reviziju: Svi pacijenti uključeni u ovu studiju dali su svoj informirani pristanak. Dobiveno je odobrenje institucionalnog odbora za reviziju naše studije. Izjava o informiranom pristanku: Nije primjenjivo.

Izjava o dostupnosti podataka: Svi podaci, modeli ili kodovi koji su generirani ili korišteni tijekom studije dostupni su u repozitoriju ili online prema pravilima zadržavanja podataka financijera. Sukob interesa: Autori izjavljuju da nema sukoba interesa.

Reference

1. Joehnke, MS; Lametsch, R.; Sørensen, JC Poboljšana in vitro probavljivost glavnih proteina uljane repice u smjesama s goveđim beta-laktoglobulinom. Food Res. Int. 2019, 123, 346–354. [CrossRef] [PubMed]

2. Keppler, JK; Heyn, TR; Meissner, PM; Schrader, K.; Schwarz, K. Oksidacija proteina tijekom temperaturno inducirane amiloidne agregacije beta-laktoglobulina. Food Chem. 2019, 289, 223–231. [CrossRef]

3. Pein, D.; Clawin-Rädecker, I.; Lorenzen, PC Peptički tretman beta-laktoglobulina znatno poboljšava svojstva pjenjenja.J. Proces prehrane. Očuvati. 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, distribucija mRNA i genetska veza u blizini Alzheimerovog lokusa. Science 1987, 235, 880–884. [CrossRef] [PubMed]

5. Gosal, WS; Clark, AH; Pudney, PD; Ross-Murphy, SB Nove amiloidne fibrilarne mreže izvedene iz globularnog proteina: -laktoglobulina. 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. Statičko i dinamičko raspršenje -laktoglobulinskih agregata nastalih nakon denaturacije uzrokovane toplinom na pH 2. Macromolecules 1999, 32, 2542–2552. [CrossRef]

8. Bolder, SG; Vasbinder, AJ; Sagis, LMC; van der Linden, E. Vlakna izolata proteina sirutke inducirana toplinom: pretvorba, hidroliza i stvaranje disulfidne veze. Int. Mljekar J. 2007, 17, 846–853.

10. Arnaudov, LN; de Vries, R.; Ippel, H.; van Mierlo, CPM Višestruki koraci tijekom formiranja -laktoglobulinskih fibrila.Biomacromolecules 2003, 4, 1614–1622. [CrossRef]

10. Bromley, EH; Krebs, MRH; Donald, AM Agregacija preko ljestvica dužine u beta-laktoglobulinu. Faraday Diskutirajte. 2005, 128, 13–27. [CrossRef]

11. Yang, J.; Lee, J.; Yi, W. Poboljšanje emisije polja PbS koloidnih kvantnih točkica ukrašenih ugljikovih nanocijevi s jednom stijenkom.J. Legura. Compd. 2019, 809, 151832.

12. Ladani, L. Potencijal za kompozite metal-ugljične nanocijevi kao spojeve. J. Electron. Mater. 2019, 48, 92–98. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com