Interplay između vlakana proteina surutke s ugljičnim nanocijevima ili ugljičnim nano-lukom, dio 3

Sekundarne strukture proteina uglavnom su bile u obliku - heliksa, - nabora, - okreta i nasumičnih zavojnica. WPI fibrile sastojale su se od sekundarnih proteinskih struktura.

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

Međutim, nedavne studije su pokazale da još uvijek postoji određena korelacija između alfa heliksa i pamćenja. Istraživači su otkrili da u zdravom ljudskom tijelu postoji određena veza između sadržaja alfa heliksa i kvaliteta pamćenja. konkretno:

Prvo, veliki broj studija je pokazao da sadržaj alfa heliksa može uticati na ljudski imuni sistem, čime se poboljšava zdravlje organizma. Istovremeno, adekvatna ishrana i tjelovježba također mogu pomoći u sintezi i stabilnosti alfa heliksa u našem tijelu.

Drugo, genetske informacije koje se prenose u alfa heliksu također su izvor našeg pamćenja. Dalja istraživanja pokazuju da kako se sadržaj alfa heliksa u tijelu povećava, tako će se i naše pamćenje poboljšati u skladu s tim. Ovaj fenomen može biti zato što genetske informacije u alfa heliksu mogu ubrzati metabolizam i prijenos neuronskih signala u ljudskom mozgu, čime se poboljšava naše pamćenje i sposobnost učenja.

Konačno, neke studije su također pokazale da alfa spirala može utjecati na emocionalno i psihičko stanje našeg tijela. Osobito u slučaju kroničnog stresa, ljudi s nedovoljnim alfa spiralama imaju tendenciju da se osjećaju više anksiozno i ​​nervozno, dok se od bogatih alfa spirala očekuje da ublaže ovu promjenu raspoloženja.

Ukratko, alfa spirale su usko povezane s pamćenjem. Oni ne mogu utjecati samo na naše fizičko zdravlje, već i direktno ili indirektno utjecati na naše spoznaje, emocije i psihičko stanje. Stoga bismo se trebali fokusirati na održavanje zdravih navika u ishrani i vježbanju u svakodnevnom životu, kao i na aktivno vježbanje mozga, kako bismo poboljšali sintezu alfa heliksa i sposobnosti pamćenja. Vidi se da moramo poboljšati svoje pamćenje, a Cistanche deserticola može značajno poboljšati naše pamćenje jer Cistanche deserticola djeluje antioksidativno, protuupalno i protiv starenja, što može pomoći u smanjenju oksidativnih i upalnih reakcija u mozgu, čime se štiti zdravlje nervnog sistema. Osim toga, Cistanche deserticola također može promovirati rast i popravak nervnih ćelija, čime se poboljšava povezanost i funkcija neuronskih mreža. Ovi efekti mogu pomoći u poboljšanju pamćenja, sposobnosti učenja i brzine razmišljanja, a također mogu spriječiti pojavu kognitivne disfunkcije i neurodegenerativnih bolesti.

Kliknite znati suplemente za poboljšanje pamćenja

Za WPI fibril-CNTs, vrh vibracije istezanja amidne I trake nije se značajno promijenio s povećanjem CNT-a, što je otkrilo da na sekundarnu strukturu WPI fibrila ne utiče dodavanje više CNT-a.

Za WPI fibril–CNO (slika 5b), sa dodatnim sadržajem CNO, pik vibracije istezanja teamidne I trake se značajno promijenio, što implicira da su CNO imali veliki utjecaj na sekundarnu strukturu WPI fibrila.

Upoređujući sliku 5a sa slikom 5b, CNO je imao jače interakcije sa WPI fibrilima i značajno se promijenio u pogledu sekundarne strukture proteina nego CNT. Slika 6 prikazuje XRD obrasce WPI fibril-ugljik nanokompozita.

CNT i CNO su imali slojevitu grafitnu strukturu i njihovi difrakcijski vrhovi su bili slični. Normalno, bilo je difrakcionih pikova na 2θ=26.6◦ i 44.1◦, što odgovara karakterističnim pikovima grafita na (002) i (101), respektivno. Na slici 6, kompoziti su pokazali proteinske difrakcione pikove blizu uglova difrakcije od 2θ=9◦ i 19◦.

Na slici 6a, za WPI fibril–CNT, difrakcijski pikovi CNT-a bili su vrlo slabi. Razlog bi mogao biti taj što je većina CNT-a bila omotana WPI fibrilima. U XRD WPI fibril-CNOs (slika 6b), difrakcijski pikovi CNOs sloja grafita bili su očigledniji od onih u WPI fibril-CNTs. Pretpostavljalo se da neki CNO možda nisu u potpunosti prekriveni WPI fibrilima.

Ramanova spektroskopija je koristan nedestruktivni alat koji se može koristiti za proučavanje strukture ugljikovih nanomaterijala [81]. Slika 7 predstavlja Ramanove spektre CNT, WPI fibril–CNT, CNOs i WPI fibril–CNOs. Pikovi su bili slabijeg intenziteta nakon kompozitnog procesa jer su koncentracije CNT-a i CNO u kompozitima bile niže.

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

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

Odnos intenziteta D i G traka (ID/IG) može se koristiti kao mjera stepena poremećaja u karbonskim materijalima. U idealnom grafitenanomaterijalu, D traka je slabija, a G traka jača i oštrija, što ukazuje na viši stupanj dalekosežnog reda i niži nivo nečistoća [84]. Iz spektra za CNT i WPI fibril–CNT, D traka je bila na 1322,73 cm−1, a G traka je bila na 1565,77 cm−1.

Bilo je jasno da je ID/IG u CNT (ID/IG CNTs=0.49) manji od onog u WPI fibril–CNTs (ID/IG WPI fibril–CNTs=0.79).

Ovo ukazuje na postojanje više defekata u uzorku WPI fibril–CNT, dok je za CNO i WPI fibril–CNO D traka bila na 1307,64 cm−1, a G traka na 1554,10 cm−1.

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

Neki defektni slojevi grafita u CNO mogu biti uklonjeni. Upoređujući CNT i CNO, otkrili smo da je ID/IG u CNT manji od onog u CNO, što ukazuje na postojanje više defekata u CNO nego u CNT. HR-TEM slike su pokazale da neke grafitne ljuske u CNO nisu potpuno zatvorene, što potvrđuje postojanje više defekata.

Slika 8 prikazuje TG grafikone WPI fibril–CNTs i WPI fibril–CNOs. Općenito su pokazali prilično slične trendove. Postojale su tri faze mršavljenja u cijelom temperaturnom rasponu. Prva faza se desila na temperaturama od 230~320 ◦C (oko 30 tež.%), drugi gubitak težine se desio na temperaturama od 320~520 ◦C (oko 20 tež.%), a treći je bio na temperaturama od 520~650°C. ◦C (oko 35 tež.% za WPI fibril–CNTs i 47 tež.% WPIfibril–CNOs).

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

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

4. Zaključci

WPI fibril–CNTs i WPI fibril–CNOs su pripremljeni hidrotermalnom sintezom. WPI fibrili sa CNTs ili CNOs formirali su uniformne gelove i filmove. CNT i CNO su skratili WPI fibrile i formirali male klastere WPI fibrila. FTIR spektri su pokazali da su i CNT i CNO u interakciji sa WPI fibrilima i dalje utječu na sekundarnu strukturu WPI fibrila.

XRD analiza je otkrila da je većina CNT-ova umotana u WPI fibrile, dok su CNO-ovi djelomično umotani u WPI fibrile. HR-TEM imidžing i Ramanspektroskopija su pokazali da je nivo grafitizacije za CNT bio veći nego za CNO. Nakon hibridizacije sa WPI fibrilima, više defekata je stvoreno u CNT, međutim, neki originalni defekti su odbačeni u CNO.

Rezultati TG pokazali su da je stvorena nova faza WPI fibrila – CNT ili CNO. Ovo istraživanje je otkrilo 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 Alchajmerova bolest. bolest.

S druge strane, CNT i CNO su se mogli modificirati korištenjem WPI fibrila kako bi se povećala njihova biokompatibilnost i smanjila njihova citotoksičnost. Štaviše, hidrogelovi sastavljeni od WPI fibrila sa CNT (ili CNO) mogu biti novi materijali sa primenom u medicini ili drugim poljima.

Doprinosi autora: Administracija projekta, LG; pisanje-izrada originalnog nacrta, NK, BZ i JH; pisanje-recenzija i uređivanje, NK i BZ; financiranje, BZ i JP Svi autori su pročitali i složili se s objavljenom verzijom rukopisa.

Finansiranje: Ovo istraživanje je finansijski podržano od strane Programa primenjenih osnovnih istraživanja provincije Shanxi (201901D211033) i Programa naučnih i tehnoloških inovacija visokoškolskih ustanova u Šansiju (2019L0641).

Izjava institucionalnog odbora za reviziju: Svi pacijenti uključeni u ovu studiju dali su informirani pristanak. Dobijeno je odobrenje institucionalnog odbora za reviziju naše studije. Izjava o informiranoj saglasnosti: Nije primjenjivo.

Izjava o dostupnosti podataka: Svi podaci, modeli ili kodovi generisani ili korišteni tokom studije dostupni su u spremištu ili na mreži od strane finansijera o zadržavanju podataka. Sukob interesa: Autori izjavljuju da nema sukoba interesa.

Reference

1. Joehnke, MS; Lametsch, R.; Sørensen, JC Poboljšana in vitro svarljivost glavnih proteina uljane repice u mješavinama sa 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 tokom temperaturom izazvane amiloidne agregacije beta-laktoglobulina. Food Chem. 2019, 289, 223–231. [CrossRef]

3. Pein, D.; Clawin-Rädecker, I.; Lorenzen, PC Peptički tretman beta-laktoglobulina značajno poboljšava svojstva pjene. Food Process. Preserv. 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 protein gen: cDNK, distribucija mRNA i genetska veza u blizini Alchajmerovog 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: -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. Statičko i dinamičko raspršivanje agregata -laktoglobulina nastalih nakon toplinom izazvane denaturacije pri pH 2. Macromolecules 1999, 32, 2542–2552. [CrossRef]

8. Bolder, SG; Vasbinder, AJ; Sagis, LMC; van der Linden, E. Vlakna izolata proteina surutke izazvane toplinom: konverzija, hidroliza i formiranje disulfidne veze. 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 Agregacija na skali dužine u beta-laktoglobulinu. Faraday Discuss. 2005, 128, 13–27. [CrossRef]

11. Yang, J.; Lee, J.; Yi, W. Poboljšanje emisije polja PbS koloidnih kvantnih tačaka ukrašenih jednoslojnim ugljeničnim nanocevi.J. Legura. Compd. 2019, 809, 151832.

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

For more information:1950477648nn@gmail.com