Məlumat

Fibronektin şüşə səthinin adsorbsiyası

Fibronektin şüşə səthinin adsorbsiyası


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Qısa xülasə

Şüşə səthlərim var və onlara zülal adsorbsiya etmək istəyirəm. Fibronektin (insan) ilk dəfə bəzi nahiyələrə, sonra isə başqa zülallara adsorbsiya etdiyim zaman heç bir problemim yoxdur. İkinci zülal yalnız qalan "sərbəst" sahələrə adsorbsiya olunacaq.

Amma mən ikinci yerdə fibronektin tətbiq edən kimi o, sadəcə olaraq hər yerə adsorblanır. Və mən bundan qaçmaq istəyirəm.

Daha ətraflı Protokol

(birbaşa mikrokontakt çapı):

  1. Bir müddət və konsentrasiya üçün Protein-Solution #1 ilə bir pdms-möhürü inkubasiya edin
  2. Pdms möhürünü qurutun və bir müddət örtük üzərinə basın
  3. Ştampı çıxarın və bir damcı Protein-Solüsyon №2 damcısını bir müddət və konsentrasiyanı örtük üzərinə qoyun.

Mən nəzərəçarpacaq müvəffəqiyyət olmadan artıq konsentrasiyaları və vaxtları dəyişdim. Mən də Fibronektinə bəzi BSA əlavə etməyə çalışdım - həm də müvəffəqiyyətsiz. Bütün həllər PBS daxilindədir.

Mən gözlədiyim əlavə addımlar:

  1. Zülalın izoelektrik nöqtəsi ətrafında dəyişən pH (Fibronektin: təxminən 5,2)
  2. fn-məhluluna bəzi yuyucu maddələrin əlavə edilməsi (məsələn, Tween)
  3. Fn-protein-buferdə duz tərkibinin dəyişməsi

Mənim sualım

Maraqlıdır, Fibronektin yapışqanlığının dəqiq səbəbi nədir və hansı parametri dəyişmək daha yaxşıdır? Nəsə darıxdım? Fibronektin digər zülallara, daha doğrusu səthin "sərbəst sahələrinə" yapışırmı?

Diqqət edin: səthi modifikasiya üsulları (məsələn, epoksidən istifadə) heç bir seçim deyil.

Mən əmin deyiləm, bu mövzu bəlkə də kimya cəmiyyətinə daha uyğun gəlirmi? Hərəkət etməkdən çəkinin.


Fibronektin yapışqanlığının dəqiq səbəbi nədir?

Fibronektin müxtəlif substratlarla qarşılıqlı əlaqədə olur ki, bu da onun qeyri-spesifikliyini əks etdirir və hidrofobik substratlarla qarşılıqlı əlaqəsi adsorbsiyanın hidrofobik qarşılıqlı təsirlərdən asılı olduğunu daha yaxşı göstərir.

Fibronektin digər zülallara, daha doğrusu səthin "sərbəst sahələrinə" yapışırmı?

Cədvəldən göründüyü kimi hər ikisinə yapışa bilər. Bununla belə, onun polistirol və PVC kimi hidrofobik materiallara bağlanması ən effektivdir.

hansı parametri dəyişmək daha yaxşıdır?

Qeyd edək ki, substratda çoxlu boş bölgələr olacaq. Yüksək konsentrasiyalı fibronektin istifadə etməsəniz, bütün saytları bloklaya bilməzsiniz. Beləliklə, dəyişmək üçün ən yaxşı parametr fibronektin konsentrasiyası olacaqdır. Fibronektin-BSA qarışıqlarından da istifadə edə bilərsiniz, çünki onların qarşılıqlı əlaqəsi o qədər də böyük deyil (Addım-addım üsul yenə də daha yaxşı olardı). Siz həmçinin adsorbsiya vaxtını dəyişə bilərsiniz (aşağıdakı şəklə baxın), lakin bu, konsentrasiya kimi asanlıqla idarə oluna bilməz. Fibronektin agara bağlanmadığından, ərinmiş agar (yaxud agaroza) istifadə edərək örtüyünüzdəki bəzi saytları bloklaya bilərsiniz.


İstinad:

Klebe, Robert J., Kevin L. Bentley və Robert C. Schoen. "Fibronektin üçün yapışan substratlar." Hüceyrə fiziologiyası jurnalı 109.3 (1981): 481-488.


Tək molekul lokalizasiya mikroskopiyası ilə tədqiq edilən səthdən adsorbsiya edilmiş fibronektin molekullarının konformativ paylanması†

E. Klotzsch ab , I. Schoen a , J. Ries c , A. Renn d , V. Sandoghdar e və V. Vogel * a
Tətbiqi Mexanobiologiya Laboratoriyası, Səhiyyə Elmləri və Texnologiyaları Departamenti, ETH Sürix, Sürix, İsveçrə. E-poçt: [email protected]
b Tətbiqi Fizika İnstitutu, Vyana Texnologiya Universiteti, Vyana, Avstriya
c EMBL, Heidelberg, Almaniya
d Fiziki Kimya Laboratoriyası, ETH Sürix, İsveçrə
e Maks Plank İşıq Elmi İnstitutu, Erlangen, Almaniya

İlk dəfə 5 fevral 2014-cü ildə nəşr olundu

Hüceyrə yapışmasını təşviq edən adsorbsiya edilmiş zülallar, hüceyrələrin biomateriallara və iskelelərə reaksiyasına vasitəçilik edir. Zülallar səthi adsorbsiya zamanı konformasiya dəyişikliyinə məruz qaldıqları üçün onların funksional nümayişi adsorbsiya prosesi zamanı səth kimyası və ya məhlul şəraitindən əhəmiyyətli dərəcədə təsirlənə bilər. Fizioloji bufer şəraitində şüşə-su interfeysində fərdi fibronektin (Fn) molekullarının uyğunluğunu yoxlamaq üçün yüksək ayırdetmə qabiliyyətinə malik lokalizasiya mikroskopiyası texnikası burada genişləndirilir. Məsafələri xəritələşdirmək üçün FnIII modullarında yerləşən dörd mövcud sistein7 və FnIII15 dimerik Fn-nin yeri xüsusi olaraq Cy3B ilə etiketləndi və onların nisbi mövqeləri nanometr dəqiqliyi ilə pilləli fotoağartma yolu ilə müəyyən edildi. Tək Fn molekullarındakı dörd etiket vahid və ya xətti tənzimləmə göstərmirdi. Etiket mövqeləri arasındakı məsafələr daha yüksək məsafələrə doğru quyruğu ilə 33 nm ətrafında asimmetrik olaraq paylandı. Adsorbsiya zamanı Fn-nin denaturasiya məhlul şəraitinə məruz qalması 4 M guanidinium HCl üçün orta məsafələri 43 nm-ə qədər artırdı, adsorbsiyadan sonra məhlul şəraitinin dəyişdirilməsi isə heç bir təsir göstərmədi, bu da adsorbsiya zamanı müşahidə olunan molekuldaxili məsafələrin kilidləndiyini göstərir. proses. Həmçinin, müxtəlif hidrofobiklikdə olan səth örtükləri, etiket məsafələrini hidrofilik səthlərdə 24 nm mediandan 49 nm-ə dəyişərək, konformasiya paylanmasını dəyişdirdi. Bu nəticələr daha da vurğulayır ki, makromolekulların interfeyslərdə uyğunlaşması adsorbsiya tarixindən asılıdır. Səthi adsorbsiya edilmiş Fn üçün burada təsvir edildiyi halda, lokalizasiyaya əsaslanan mikroskopiyanın gücü interfeyslərdə biomolekulları xarakterizə etmək üçün üsulların repertuarını genişləndirir.


İstinadlar

Albelda SM (1993). İnteqrinlərin və digər hüceyrə yapışma molekullarının şişin inkişafı və metastazında rolu. Lab Invest 68: 4–17.

Aota S-I, Nagai T, Yamada KM (1991). Sahəyə yönəldilmiş mutagenezdən istifadə edərək hüceyrə bağlayıcı domeninin yapışdırıcı funksiyası üçün tələb olunan arginin-glisin-aspartik turşu ardıcıllığından başqa fibronektin bölgələrinin xarakteristikası. J Biol Chem 266: 15938–15943.

Balakəndər N (1990). Doktorluq dissertasiyası, Case Western Reserve Universiteti.

Balaçander N, Sukenik CN (1988). Açıq bromo, azido, amin və siyano səth qrupları olan siloksi lövbərli monolaylar. Tetraedron Lett 29: 5593–5594.

Balançander N, Sukenik CN (1990). Nükleofilik əvəzetmə ilə monolayer çevrilməsi: yeni monolaylı birləşmələrin yaradılması üçün tətbiqlər. Langmuir 6: 1621-1627.

Barkalow FJB, Schwarzbauer JE (1991). Fibronektində əsas heparin bağlayan yerin yeri. J Biol Chem 266: 7812–7818.

Buck CA, Horwitz AF (1987). Hüceyrədənkənar matris molekulları üçün hüceyrə səthi reseptorları. Ann Rev Cell Biol 3: 179-205.

Cheng S-S, Chittur KK, Sukenik CN, Culp LA, Lewandowska K (1994). Fərqli səth tərkibi olan öz-özünə yığılmış monolayerlərdə fibronektin uyğunluğu: FTIR/ATR tədqiqatı. J Colloid Interface Sci 162: 135-143.

Culp LA, Radinsky R, Lin W-c (1991). Neoplastik hüceyrələrlə hüceyrədənkənar matrisin qarşılıqlı əlaqəsi: şiş və hüceyrə tipli mexanizmlər. Pretlow II TG-də, Pretlow TP, red., Şişlərin biokimyası və molekulyar biologiyasının aspektləri. Orlando: Akademik Mətbuat, səh 99-149.

Grinnell F (1987). Material səthlərində fibronektin adsorbsiyası. Ann NY Acad Sci 516: 280-290.

Grinnell F, Feld MK (1981). Plazma fibronektininin bioloji aktivliyə bağlı adsorbsiya xüsusiyyətləri. J Biomed Mater Res 15: 363–381.

Hall MD, Flickinger KS, Cutolo M, Zardi L, Culp LA (1988). İnsan dermal retikulyar fibroblastlarının fibronektin tamamlayıcı fraqmentlərinə yapışması: in vivo və ya in vitro yaşlanma. Exp Cell Res 179: 115-136.

Hynes RO (1990). Fibronektinlər. Nyu York: Springer Verlag.

Hynes RO (1992). İnteqrinlər: Hüceyrə yapışmasında çox yönlülük, modulyasiya və siqnalizasiya. Hüceyrə 69: 11-25.

Juliano RL, Haskill S (1993). Hüceyrədənkənar matrisdən siqnal ötürülməsi. J Cell Biol 3: 577-585.

Lark MW, Culp LA (1986). Fibroblastların hüceyrədənkənar matrislərə yaxın və sıx fokuslu yapışqan kontaktlarının biokimyası. Uitto J., Perejda A. red.,Birləşdirici toxumanın xəstəlikləri: hüceyrədənkənar matrisin patologiyası. Nyu York: Marsel Dekker, səh 185-211.

Lewandowska K, Balachander N, Sukenik CN, Culp LA (1989). Fibroblastlar və sinir hüceyrələri üçün fibronektin yapışdırıcı funksiyalarının kimyəvi törəmə substratla modulyasiyası. J Cellular Physiol 141: 334-345.

Lewandowska K, Pergament E, Sukenik CN, Culp LA (1992). Kimyəvi törəmə substrata adsorbsiya edilən fibronektin vasitəçiliyi ilə hüceyrə tipinə xas yapışma mexanizmləri. J Biomed Mater Res 26: 1343–1363.

McDonald JA (1988). Hüceyrədənkənar matrisin yığılması. Ann Rev Cell Biol 4: 183–208.

Mold AP, Humphries MJ (1991). Fibronektinin karboksil terminal heparin bağlayan domenində inteqrin α4β1 üçün yeni tanınma ardıcıllığının müəyyən edilməsi. EMBO J 10: 4089–4095.

Mugnai G, Lewandowska K, Carnemolla B, Zardi L, Culp LA (1988). Fibronektinlərdə qonşu ardıcıllıqla insan nöroblastoma hüceyrələrinin matriks yapışqan reaksiyalarının modulyasiyası. J Cell Biol 106: 931-943.

Pierschbacher MD, Ruoslahti E (1984). Fibronektinin hüceyrə birləşmə aktivliyi molekulun kiçik sintetik fraqmentləri ilə təkrarlana bilər. Təbiət 309: 30–33.

Schwartz MA (1993). İnteqrinlərlə siqnal: Şişin əmələ gəlməsi üçün təsirlər. Xərçəng Res 53: 1503-1506.

Sukenik CN, Balachander N, Culp LA, Lewandowska K, Merritt K (1990). Kovalent şəkildə bağlanmış öz-özünə yığılmış monolaylar ilə titan səthlərinin modifikasiyası ilə hüceyrə yapışmasının modulyasiyası. J Biomed Mater Res 24: 1307–1323.

Wasserman SR, Tao Y-T, Whitesides GM (1989). Silikon substratlarda alkiltriklorosilanların reaksiyası nəticəsində əmələ gələn alkilsiloksan monolaylarının quruluşu və reaktivliyi. Langmuir 5: 1074–1087.

Xia P, Culp LA (1994). Fibronektinin alternativ olaraq birləşdirilmiş EDa (EllA) domenində yapışma fəaliyyəti və onun qonşu tip III təkrarlanması: Onkogendən asılı tənzimləmə. Exp Cell Res 213: 253–265.

Yamada KM, Kennedy DW (1987). Fibronektin, laminin və digər yapışma molekullarının peptid inhibitorları: unikal və ümumi xüsusiyyətlər. J Cellular Physiol 130: 21-28.

Zachary I, Rozengurt E (1992). Fokal yapışma kinazı (p125 FAK): Neyropeptidlərin, inteqrinlərin və onkogenlərin təsirində yaxınlaşma nöqtəsi. Hüceyrə 71: 891–894.


Səthdən adsorbsiya edilmiş fibronektinin tək molekullu flüoresan tədqiqatları

Hüceyrədənkənar matriks zülalının uyğunluğu fibronektin hüceyrə funksiyasının tənzimlənməsində, o cümlədən hüceyrə yapışması və miqrasiyasında mühüm rol oynayır. Böyük yapışma zülalları ansambllarının orta konformasiyaları əvvəllər ölçülsə də, hüceyrələr konformasiyadan kənar göstəricilərə həssaslıqla cavab verə bilər. Buna görə də, şüşəyə adsorbsiya edilmiş fərdi fibronektin molekullarının bir sıra konformasiya hallarının xəritəsini çəkmək, həmçinin onların zamanla uyğunlaşma dəyişmələrini ölçmək üçün həm tək molekullu görüntüləmə, həm də spektroskopiya üsullarını tətbiq etdik. Tək addımlı foto ağartma təcrübələri tək molekulun həssaslığını təsdiqlədi. Tək molekullu spektrlər həm molekulların məkan ansamblında, həm də tək molekulda zamanla pik dalğa uzunluğunda dalğalanmalar göstərdi, bu, çox güman ki, fibronektinin səth adsorbsiyasında qəbul edə biləcəyi müxtəlif konformasiya vəziyyətlərini göstərir. Tək cüt flüoresan rezonans enerji ötürülməsi (FRET) fibronektin molekullarının bir hissəsinin bir-birinə qatlanmış iki dimerik qolun etiketli sistein qalıqları arasında enerji ötürülməsinə imkan verən uyğunlaşmalarda mövcud olduğunu və FRET səmərəliliyində dalğalanmaların baş verdiyini ortaya qoydu. Flüoresan qütbləşmə təcrübələri FRET dalğalanmalarının iki mümkün mənbəyini müəyyən etdi: flüorofor oriyentasiyasında dəyişikliklər və bir neçə saniyə ərzində fibronektinin konformasiya dəyişmələri.


Fibronektin şüşə səthi adsorbsiya - Biologiya

MDPI tərəfindən nəşr olunan bütün məqalələr açıq giriş lisenziyası altında dərhal bütün dünyada əlçatan edilir. MDPI tərəfindən dərc edilmiş məqalənin, o cümlədən rəqəmlər və cədvəllər də daxil olmaqla, hamısının və ya bir hissəsinin təkrar istifadəsi üçün xüsusi icazə tələb olunmur. Açıq giriş Creative Common CC BY lisenziyası altında dərc olunan məqalələr üçün məqalənin hər hansı bir hissəsi orijinal məqaləyə aydın şəkildə istinad etmək şərti ilə icazəsiz təkrar istifadə edilə bilər.

Feature Papers sahədə yüksək təsir üçün əhəmiyyətli potensiala malik ən qabaqcıl tədqiqatları təmsil edir. Bədii məqalələr elmi redaktorlar tərəfindən fərdi dəvət və ya tövsiyə əsasında təqdim olunur və dərc edilməzdən əvvəl ekspert rəyindən keçir.

Bədii məqalə ya orijinal tədqiqat məqaləsi, tez-tez bir neçə texnika və ya yanaşmanı özündə cəmləşdirən əsaslı yeni tədqiqat işi, ya da elmi sahədə ən maraqlı nailiyyətləri sistematik şəkildə nəzərdən keçirən sahədəki ən son irəliləyişlərə dair qısa və dəqiq yenilikləri olan hərtərəfli icmal sənədi ola bilər. ədəbiyyat. Bu tip kağız tədqiqatın gələcək istiqamətləri və ya mümkün tətbiqlər haqqında dünyagörüşünü təmin edir.

Redaktorun Seçimi məqalələri dünyanın hər yerindən MDPI jurnallarının elmi redaktorlarının tövsiyələrinə əsaslanır. Redaktorlar jurnalda bu yaxınlarda dərc edilmiş az sayda məqaləni seçirlər ki, onlar müəlliflər üçün xüsusilə maraqlı və ya bu sahədə vacib olacaq. Məqsəd jurnalın müxtəlif tədqiqat sahələrində dərc edilmiş ən maraqlı işlərdən bəzilərinin şəklini təqdim etməkdir.


Mücərrəd

Proteinlərin sintetik materiallara adsorbsiyası, çoxsaylı biotibbi tətbiqlərdə hüceyrə funksiyasını istiqamətləndirən hüceyrə yapışmasına və siqnal hadisələrinə təsir göstərir. Fibronektinin (FN) müxtəlif səthlərə adsorbsiyası zülalın strukturunu dəyişdirir və α-nı modullaşdırır5β1 inteqrin bağlanması, hüceyrə yapışması, hüceyrə yayılması və hüceyrə miqrasiyası. Bu tədqiqatda səth kimyasının (CH) təsirlərini təhlil etmək üçün Au-da alkanetiolların öz-özünə yığılmış monolaylarından istifadə edilmişdir.3, OH, NH2, və COOH) FN, FNIII rekombinant fraqmentinin adsorbsiyasına dair7-10, həm sinerji, həm də RGD hüceyrə bağlama motivlərini özündə birləşdirir. Səth kimyası gücləndirilmiş diferensial FNIII7-10 səthi plazmon rezonans spektroskopiyası və antikor bağlama analizləri ilə müəyyən edilən adsorbsiya kinetikası və adsorbsiya edilmiş struktur. FNIII7-10 Hüceyrənin yapışma gücü ilə müəyyən edilən funksional fəaliyyət bu struktur dəyişikliklərinə uyğun olaraq modullaşdırıldı (OH = NH2 > COOH > CH3). Bununla belə, zülal parametrlərindəki bu dəyişikliklər sadəcə səthin hidrofobikliyindəki fərqlərlə əlaqələndirilmir, bu da əlavə səth parametrlərinin zülal adsorbsiyasına təsir etdiyini göstərir. Bu nəticələr göstərir ki, səth kimyası adsorbsiya edilmiş protein strukturunu və fəaliyyətini modullaşdırır və FNIII-in struktur sahələrində səthdən asılı dəyişikliklər arasında əlaqə qurur.7-10 və funksional fəaliyyət.

Vudruff Maşınqayırma Məktəbi, Corciya Texnologiya İnstitutu.

Petit Biomühəndislik və Bioelm İnstitutu, Corciya Texnologiya İnstitutu.

Klemson Universitetinin biomühəndislik şöbəsi.

Coulter Biotibbi Mühəndislik Məktəbi, Corciya Texnologiya İnstitutu.

Kimya Mühəndisliyi Məktəbi, Corciya Texnologiya İnstitutu.

Müəllif. Ünvan: Woodruff Mexanika Mühəndisliyi Məktəbi, 315 Ferst Drive, Otaq 2314 IBB, Atlanta, GA 30332-0363. E-poçt: [email qorumalı] Telefon: 404-894-9384. Faks: 404-385-1397.


Polistirol səthi kimyasının monoklonal antikorlarla təhlil edilən bərk fazalı fibronektin və vitronektinin bioloji aktivliyinə təsiri.

P.A. Underwood, J.G. Steele, B.A. Dalton Polistirol səthi kimyasının monoklonal antikorlarla təhlil edilən bərk fazalı fibronektin və vitronektinin bioloji aktivliyinə təsiri. J Cell Sci 1 mart 1993 104 (3): 793–803. doi: https://doi.org/10.1242/jcs.104.3.793

Müxtəlif plastik səthlərdə örtülmüş fibronektin (FN) və vitronektinin (VN) konformasiyası və bioloji aktivliyi hüceyrə yapışması və domenə xas monoklonal antikorlar (mAbs) panelindən istifadə etməklə tədqiq edilmişdir. BHK fibroblastlarının yapışması hidrofilik toxuma kultura polistirol (TCPS) ilə örtülmüş FN-də hidrofobik, təmizlənməmiş polistirol (PS) ilə müqayisədə nəzərəçarpacaq dərəcədə yaxşı olmuşdur. mAbs A17 və 3E3, BHK hüceyrələrinin FN-nin hüceyrə birləşmə bölgəsi daxilində RGD tərkibli ardıcıllığa bağlanmasını maneə törədir, həmçinin TCPS-də FN-yə üstünlük verirlər. Bunun əksinə olaraq, hüceyrə yapışmasına heç bir təsiri olmayan iki anti-FN mAb (A35 və A3), daha çox hidrofobik PS-də FN-nin uyğunlaşmasına üstünlük verir. Siçan melanoma hüceyrələri FN-nin Hep II domenində əlavə hüceyrə bağlayan yerdən istifadə edir və onların TCPS ilə örtülmüş FN-yə üstünlükləri BHK hüceyrələrinə nisbətən daha az qeyd olunurdu. Bu azaldılmış üstünlük yenidən B16 hüceyrələrinin FN-nin Hep II sahəsinə bağlanmasını maneə törədən mAb, A32-nin bağlanması ilə təqlid edilmişdir. Bunun əksinə olaraq, BHK hüceyrəsinin VN-yə yapışması PS üzərində TCPS-ə üstünlük vermədi. Adsorbsiya edilmiş VN-nin hüceyrə bağlanma fəaliyyəti, A17 və A32 mAbs-lərdən fərqli olaraq, TCPS-dən çox, PS ilə örtülmüş VN-yə bir qədər artan bağlanma nümayiş etdirən hüceyrə yapışmasını maneə törədən mAb, A18-in bağlanması ilə uyğunlaşdırılmışdır. Karbamidin iştirakı ilə FN və VN-nin PS-yə örtülməsinin denatürasiyaedici təsiri tədqiq edildikdə, BHK hüceyrələrinin yapışması ilə inhibitor mAb-lərin bağlanması arasında oxşar korrelyasiya müşahidə edildi. FN-nin karbamid müalicəsi həm BHK hüceyrə yapışmasını, həm də hər iki hüceyrə yapışmasını maneə törədən mAb-lərin bağlanmasını əhəmiyyətli dərəcədə azaldıb, halbuki A35 və A3-ün bağlanması təsirsiz qalıb. VN-nin sidik cövhəri ilə müalicəsinin nə BHK hüceyrəsinin yapışmasına, nə də mAb bağlanmasına əhəmiyyətli təsiri olmadı. Üç fərqli TCPS markasında adsorbsiya edilmiş FN və VN-nin mAb tanınmasında fərqlərin olub olmadığını müəyyən etmək üçün anti-VN mAb-lərlə birlikdə daha böyük bir anti-FN mAb paneli istifadə edilmişdir. mAb-lar dörd reaktivlik nümunəsinə ayrıldı, bunlardan müvafiq olaraq A17, A32, A35 və A18 təmsilçi idi. Fərqli TCPS markalarına adsorbsiya edilmiş FN və VN-nin mAb tanınmasında əhəmiyyətli fərqlər müşahidə edilmişdir. Bunlar müxtəlif hüceyrə növlərinin optimal böyüməsini dəstəkləmək üçün bu səthlərin qabiliyyətindəki fərqləri əks etdirə bilər. İkivalent kationların adsorbsiya olunmuş FN və VN-yə təsiri də araşdırılmışdır.


Nəticələr

Ficoll ilk 16 saatda fibronektin və kollagen I liflərinin yığılmasını artırır və onlar kolokallaşır.

Şəkil 1 Ficoll əlavəsi ilk 16 saat ərzində ECM yığılmasını sürətləndirir və fibronektin və kollagen I kolokallaşır. (A) ECM Ficoll olmadan yığılmışdır. Birinci cərgədə fibroblastların və matrisin geniş sahəli flüoresan təsviri, ardınca Alexa-647 etiketli fibronektin və tək antikorla boyanmış kollagen I təsvirləri göstərilir. İkinci cərgədə yuxarıdakı şəklin böyüdülmüş sahəsi, ardınca yalnız matrisin şəkli və yalnız soldakı matrisdə göstərilən ağ xətt boyunca fibronektin və kollagen I-in intensivlik xətlərinin skanları göstərilir. (B) Ficoll qarışığı ilə yığılmış ECM (37,5 mq ml −1 70 kDa Ficoll + 25 mq ml −1 400 kDa). (C) Hüceyrə sıxlığı. (D) Alexa-647 etiketli fibronektinin ümumi intensivliyi. (E) Antikorla boyanmış kollagenin ümumi intensivliyi I. (F) Fibronektin lifləri ilə örtülmüş substratın sahəsi, lifləri fondan və örtükdən ayırmaq üçün həddən istifadə etməklə ölçüldü.Hər bir vəziyyət üçün 30-100 şəkil təhlil edildi (Ficoll vəziyyətində ümumi fibronektin üçün 10). D–F Fikoll olmadan orta səviyyəyə normallaşdırılmış dəyərləri göstərir. 50 μg ml ilə əvvəlcədən adsorbsiya edilmiş şüşə substratlar −1 plazma fibronektin (10% Alexa-647 etiketli). MEM Alpha-da yetişdirilmiş hüceyrələr 10% fetal iribuynuzlu zərdab, 1% penisilin-streptomisin, 100μM L -askorbin turşusu 2-fosfat və 50 μg mL ilə əlavə edilmişdir. −1 plazma fibronektin (10% Alexa-647 etiketli). **p < 0,01, ****p < 0,0001-i göstərir. Hər bir kanalın müvafiq boz rəngli şəkillərini ESI Şəkil 1-də tapa bilərsiniz.† ESI Film 2† onların məkan korrelyasiyasını qiymətləndirmək üçün fibronektin və kollagen I-in alternativ şəkillərini göstərir. Fibronektin matrisinin antikorların rənglənməsi ilə ölçülməsi ESI Şəkil 4-də tapıla bilər.†

Kollagen I lifləri əsasən 2 günlük Ficoll məruz qaldıqdan sonra fibronektin lifləri ilə kolokalizasiyaya davam edir.

Şəkil 2 Ficoll müalicəsi 2 gün ərzində fibronektin və kollagen I liflərinin yığılmasını sürətləndirməyə davam edir və onlar hələ də əsasən kolokallaşır. (A) ECM Ficoll olmadan yığılmışdır. Birinci cərgədə fibroblastların və matrisin geniş sahəli flüoresan təsviri, ardınca Alexa-647 etiketli fibronektin və tək antikorla boyanmış kollagen I təsvirləri göstərilir. İkinci cərgədə yuxarıdakı şəklin böyüdülmüş sahəsi, ardınca yalnız matrisin şəkli və yalnız soldakı matrisdə göstərilən ağ xətt boyunca fibronektin və kollagen I-in intensivlik xətlərinin skanları göstərilir. (B) ECM Ficoll ilə yığılmışdır. (C) Hüceyrə sıxlığı. (D) Alexa-647 etiketli fibronektinin ümumi intensivliyi. (E) Antikorla boyanmış kollagenin ümumi intensivliyi I. (F) Fibronektin lifləri ilə örtülmüş substratın sahəsi, lifləri fondan və örtükdən ayırmaq üçün həddən istifadə etməklə ölçüldü. Hər bir şərt üçün 50-120 şəkil təhlil edilmişdir. D–F Fikoll olmadan orta səviyyəyə normallaşdırılmış dəyərləri göstərir. 50 μg ml ilə əvvəlcədən adsorbsiya edilmiş şüşə substratlar −1 plazma fibronektin (10% Alexa-647 etiketli). MEM Alpha-da yetişdirilmiş hüceyrələr 10% fetal iribuynuzlu zərdab, 1% penisilin-streptomisin, 100 μM L-askorbin turşusu 2-fosfat və 50 μg ml ilə əlavə edilmişdir. −1 plazma fibronektin (10% Alexa-647 etiketli). ***p < 0,001, ****p < 0,0001 göstərir. Hər bir kanalın müvafiq boz rəngli şəkillərini ESI Şəkil 2-də tapa bilərsiniz.† ESI Filmi 3† onların məkan korrelyasiyasını qiymətləndirmək üçün fibronektin və kollagen I-in alternativ şəkillərini göstərir. Fibronektin matrisinin antikorların rənglənməsi ilə ölçülməsi ESI Şəkil 4-də tapıla bilər.†

Sıx bir ECM həm Ficoll ilə, həm də olmadan 6 gün ərzində yığıldı

şək. 3 Ficoll ilə və olmadan 6 gündən sonra ECM montajı. (A) ECM Ficoll olmadan yığılmışdır. Birinci cərgədə fibroblastların və matrisin geniş sahəli flüoresan təsviri, ardınca Alexa-647 etiketli fibronektin və tək antikorla boyanmış kollagen I təsvirləri göstərilir. İkinci sıra yuxarıdakı təsvirin böyüdülmüş sahəsini göstərir: birinci hüceyrələr və matris, ardınca yalnız fibronektin və kollagen I şəkilləri. (B) ECM Ficoll ilə yığılmışdır. (C) Hüceyrə sıxlığı. (D) Alexa-647 etiketli fibronektinin ümumi intensivliyi. (E) Antikor ilə boyanmış kollagenin ümumi intensivliyi I. Hər bir vəziyyət üçün 70-150 şəkil təhlil edildi (hüceyrə sıxlığı üçün təhlil edilən 30 şəkil). D və E Ficoll olmadan orta səviyyəyə normallaşdırılmış dəyərləri göstərir. 50 μg ml ilə əvvəlcədən adsorbsiya edilmiş şüşə substratlar −1 plazma fibronektin (10% Alexa-647 etiketli). MEM Alpha-da yetişdirilmiş hüceyrələr 10% fetal iribuynuzlu zərdab, 1% penisilin-streptomisin, 100 μM L-askorbin turşusu 2-fosfat və 50 μg ml ilə əlavə edilmişdir. −1 plazma fibronektin (10% Alexa-647 etiketli). **** p < 0,0001-i göstərir. Hər bir kanalın müvafiq boz rəngli şəkilləri ESI Şəkil 3-də tapıla bilər.† ESI Filmi 4† fibronektin və kollagen I-nin fəzasal korrelyasiyasını qiymətləndirmək üçün Ficoll ilə və olmadan istehsal olunan 6 günlük matrislərin az-yığını göstərir. Antikorların rənglənməsi ilə fibronektin matrisinin kəmiyyətinin müəyyən edilməsi ESI Şəkil 4-də tapa bilərsiniz.†

Fibronektin lif yığımının artması seçilmiş fibroblast funksiyalarındakı dəyişikliklərə aid edilmir

şək. 4 Ficoll həyati vacib hüceyrə mexaniki funksiyalarına böyük təsir göstərmir. Protein səviyyələri nəzarətlə müqayisədə 24 saat Ficoll müalicəsindən sonra immunofluoressensiya mikroskopiyası ilə tək hüceyrə səviyyəsində qiymətləndirilib. (A) Hüceyrə sahəsi. (B) Hüceyrə başına fosforlanmış fokal yapışma kinazının ümumi intensivliyi. (C) Hüceyrəyə görə fosforlanmış miozin yüngül zəncirinin ümumi intensivliyi 2. (D) Hüceyrəyə düşən filamentli aktinin ümumi intensivliyi. (E) Fibronektin örtüyü çıxarılan görüntü sahəsinin faizi, təsvirdəki hüceyrələrin sayına bölünür. Hər şərt üzrə təhlil edilən təxminən 20 şəkil. (F) A lamininin orta intensivliyinin B lamininə nisbəti. (G) Nüvədəki bəli ilə əlaqəli zülalın orta intensivliyinin sitoplazmaya nisbəti. (H) Nüvədəki miokardinlə əlaqəli transkripsiya faktoru-A-nın orta intensivliyinin sitoplazmaya nisbəti. (I) Nüvədəki lizin 9-da histon 3-ün asetilləşməsinin ümumi intensivliyi. (J) Nüvədəki lizin 27-də histon 3-ün trimetilləşməsinin ümumi intensivliyi. A–D və F–J üçün hər bir məlumat nöqtəsi bir xananı təmsil edir. Hər bir şərt üçün ən azı 100 fərdi hüceyrə təhlil edilmişdir. Nisbətlər istisna olmaqla, bütün dəyərlər Ficoll olmadan orta səviyyəyə normallaşdırıldı. 50 μg ml ilə əvvəlcədən adsorbsiya edilmiş şüşə substratlar −1 etiketsiz plazma fibronektin. MEM Alpha-da yetişdirilmiş hüceyrələr 10% fetal iribuynuzlu zərdab, 1% penisilin-streptomisin və 100 μM L-askorbin turşusu 2-fosfat ilə əlavə olunur, lakin əlavə plazma fibronektin yoxdur (serumda olandan başqa).

Ficoll, hüceyrə vasitəçiliyi ilə lif montajı üçün asanlıqla əldə edilə bilən şüşə səthində fibronektin miqdarını artırır.

Şəkil 5 Ficoll hüceyrə mədəniyyəti zamanı şüşə səthinə fibronektin adsorbsiyasını artırır. (A) Təhlil edilmiş fibronektin örtüyünün pozulmamış sahələrini (fibroblastlar və ya ECM lifləri yoxdur) göstərən aşağıdakı əlavələrlə, 2 günlük mədəniyyətdən sonra Fikoll ilə və ya olmayan antikorla boyanmış fibronektinin geniş sahəli immunofluoressensiya şəkilləri. (B) Cəmi fibronektin intensivliyi sahəyə bölünür. 50 μg ml ilə əvvəlcədən adsorbsiya edilmiş şüşə substratlar −1 etiketsiz plazma fibronektin. MEM Alpha-da yetişdirilmiş hüceyrələr 10% fetal iribuynuzlu zərdab, 1% penisilin-streptomisin və 100 μM L-askorbin turşusu 2-fosfat ilə əlavə olunur, lakin əlavə plazma fibronektin yoxdur (serumda olandan başqa). Ortaya əlavə edilmiş plazma fibronektin ilə nəticələr üçün ESI Şəkil 5†-ə baxın. **** p < 0,0001-i göstərir.

Fikolla səbəb olan fibronektin matrisindəki artımla kollagen I montajı üçün şablon rolunu oynayan daha çox uzanmamış fibronektin var.

Şəkil 6 Fikoll, fibronektin ştammlarının paylanması əhəmiyyətli dərəcədə dəyişməsə də, fibronektin-FRET tərəfindən qiymətləndirildiyi kimi kollagen I polimerləşməsinə səbəb ola bilən nüvələşmə sahələrinin sayını artırır. (A) Fikolsuz və Fikol ilə mədəniyyətdə 2 gündən sonra şüşə səthində (erkən matris liflərinin yığıldığı yerdə) fibronektin-FRET nisbətlərinin konfokal şəkilləri. (B) Hər bir şərt üçün 21 təsvirdən tərtib edilmiş Nümayəndə FRET nisbəti histoqramları: 3 müxtəlif nümunədən hər biri 7 şəkil. Nöqtəli şaquli xətlər 4 M GdnHCl (solda) və 1 M GdnHCl (sağda) orta FRET nisbətlərini təmsil edir – kalibrləmə əyrisi üçün ESI Şəkil 6†-ə baxın. (C) FRET nisbəti 1 M GdnHCl-də fibronektin nisbətindən yuxarı olan piksellərin sayı. Hər bir nöqtə bir görüntüdən bir ölçünü təmsil edir. 50 μg ml ilə əvvəlcədən adsorbsiya edilmiş şüşə substratlar −1 etiketsiz plazma fibronektin. MEM Alpha-da yetişdirilmiş hüceyrələr 10% fetal iribuynuzlu zərdab, 1% penisilin-streptomisin, 100 μM L - askorbin turşusu 2-fosfat və 50 μg ml ilə əlavə edilmişdir. −1 plazma fibronektin (10% FRET etiketli). **p < 0,01-i göstərir.

Substrata çarpaz bağlanan adsorbsiya edilmiş fibronektin Ficoll-sürətləndirilmiş matris birləşməsini maneə törədir.

Şəkil 7 Əvvəlcədən adsorbsiya edilmiş fibronektin örtüyü hüceyrə əkilməsindən əvvəl substratla çarpaz bağlandıqda Ficoll kollagen I lif birləşməsini artırmır. (A) Çapraz bağlı fibronektin örtüyünə yığılmış matrisin geniş sahəli immunofluoressensiya şəkilləri (50 μg mL) −1 , etiketsiz) mədəniyyətdən 2 gün sonra. Birinci şəkil fibroblastlar və matriksdir, ardınca təkcə fibronektin və kollagen I-in böyüdülmüş şəkilləri. Fibronektin kanalındakı qaranlıq sahələr hüceyrə kölgələridir, yığılmış örtük deyil – təsdiq üçün ESI Şəkil 7†-ə baxın. (B) Kollagenin I ümumi intensivliyi, Fikol olmadan orta səviyyəyə normallaşdırılır. (C və D) Adsorbsiya edilmiş fibronektin örtüyü (50 μg mL) üçün eynidir −1 , etiketsiz). MEM Alpha-da yetişdirilmiş hüceyrələr 10% fetal iribuynuzlu zərdab, 1% penisilin-streptomisin və 100 μM L-askorbin turşusu 2 fosfat ilə əlavə edilmişdir, lakin əlavə plazma fibronektin yoxdur (serumda olandan başqa). **** p < 0,0001-i göstərir. ESI Movie 1† hüceyrələrin fibronektin şüşə ilə çarpaz əlaqəsi ilə maneə törədilmiş adsorbsiya edilmiş fibronektin örtüyünü necə yığa bildiyini göstərir.

Fibronektin şüşə substrata əvvəlcədən adsorbsiya edilməsi, sıxlıq şəraitində matrisin yığılmasını daha da sürətləndirir.

Şəkil 8 Adsorbsiya edilmiş örtük kimi fibronektin əlavə edilməsi 2 gündən sonra Ficollun iştirakı ilə matrisin yığılmasını yaxşılaşdırır. (A–C) 50 μg mL ilə örtülmüş şüşə ilə müqayisədə örtülməmiş şüşədə Ficoll varlığında toxuma istehsalı −1 adsorbsiya edilmiş insan plazma fibronektin (etiketsiz). (A) Hüceyrə sıxlığı. (B) Antikorla boyanmış fibronektinin ümumi intensivliyi. (C) Antikor ilə boyanmış kollagenin ümumi intensivliyi I. B və C örtülməmiş şüşədə orta qiymətə normallaşdırılır. (D–F) 50 μg ml əlavə etməyin əlavə təsiri −1 artıq adsorbsiya edilmiş fibronektin örtüyü olduqda həll olunan insan plazma fibronektin (etiketsiz). MEM Alpha-da yetişdirilmiş hüceyrələr 10% fetal mal-qara serumu, 1% penisilin-streptomisin və 100 μM L-askorbin turşusu 2 fosfatla əlavə edilmişdir. **** p < 0,0001-i göstərir.

Biokeramika üzərində protein adsorbsiyasına baxış

Biokeramika, əla biouyğunluq və mexaniki xassələrinə görə həmişə sərt toxumaların təmiri üçün ən perspektivli materiallar hesab edilmişdir. Məlumdur ki, biokeramik səthlərə uyğun hüceyrə reaksiyası toxumaların bərpası və inteqrasiyası üçün vacibdir. Kimi in vivo implantlar, implantasiya edilmiş biokeramika dərhal qan və bədən mayelərinin zülalları ilə örtülür və hüceyrələr xarici implantları hiss edir və onlara cavab verir. Beləliklə, zülalların adsorbsiyası bioloji fəaliyyətlərin ardıcıllığı daxilində vacibdir. Bununla belə, biokeramika və zülalların qarşılıqlı təsirinin bioloji mexanizmləri hələ də yaxşı başa düşülməyib. Bu icmalda biz biokeramik-zülal qarşılıqlı əlaqəsi ilə bağlı son araşdırmaları təkrarlayacağıq.

1. Giriş

Keramika sözü çoxdan işlənmişdir, onun yunanca dulusçuluq sözündən gəldiyi deyilir [1]. Ənənəvi keramika ümumiyyətlə qızdırılaraq və sonra soyudulmaqla hazırlanan qeyri-üzvi bərk maddədir. Keramika kristal, qismən kristal və ya amorf ola bilər [2]. Ən çox yayılmış keramika kristal olduğu üçün [3], ənənəvi keramika anlayışı tez-tez şüşədən fərqli olaraq qeyri-üzvi kristal materiallara istinad edilir [4-6]. Fənlərarası, o cümlədən materialların, tibb və ekologiya elmlərinin sürətli inkişafı ilə biokeramika da sürətlə ortaya çıxdı və inkişaf etdi [7,8] və biokeramikanın tərifi ənənəvi keramikadan çox uzaqdır. Multidisiplinar nəticə olaraq biokeramikanın nisbi məhsulları çiçəklənmə mərhələsinə çatmışdır [9,10].

Biokeramika əla biouyğunluğuna görə böyük maraq doğurur [11,12]. Son onilliklər ərzində çoxlu sayda biokeramika hazırlanmış və tətbiq edilmişdir [13,14], məsələn, kalsium fosfat (Ca-P) əsaslı keramika, titan, alüminium oksidi, sirkoniya, bioşüşə və s. Bu biokeramikalar arasında Ca- P əsaslı olanlar, məsələn hidroksiapatit (HA), trikalsium fosfat (TCP), ikifazalı kalsium fosfat (BCP) ən çox öyrənilənlərdir [15-17]. Bənzər kimyəvi komponentlərə görə bu keramika əla biouyğunluq və bioaktivliyə malikdir [18,19]. Bununla belə, Ca-P əsaslı keramikaların tibbi tətbiqləri zəif mexaniki xüsusiyyətlərinə görə kiçik doldurucu implantlar, taxıllar və örtüklərlə məhdudlaşır [20]. Titaniya, alüminium oksidi və sirkoniya ən çox istifadə edilən qeyri-üzvi metal əsaslı keramikadır [21,22]. Bu metal əsaslı biokeramika yüksək mexaniki möhkəmlik, əla korroziya və aşınma müqaviməti və yaxşı biouyğunluq nümayiş etdirir [10,23]. Buna görə də, onlar tez-tez pygal, diş və submaksiller implant kimi yüksək yükdaşıyan yerlərdə istifadə olunur.

Biokeramika hazırlamaq üçün bu materialların kimyəvi, fiziki və mexaniki xassələri əvvəlki tədqiqatlarda geniş şəkildə tədqiq edilmişdir [24-27]. Biokeramikaların osteoinduktivliyi və sümük bərpası yaxşı bilindiyindən və sübut olunduğundan [28,29], tədqiqatlar bioaktivlik mexanizmlərini anlamağa daha çox yönəldilmişdir [30-33]. Görülən işlər əsasən iki aspekti əhatə edir. Biri baş verən bioloji hadisələrin öyrənilməsinə diqqət yetirir in vivo biokeramika və canlı toxumalar arasında [34-38]. Digəri isə implantasiya olunmuş biokeramika üzərində apatit təbəqəsinin əmələ gəlmə mexanizmlərini və ya regenerasiya prosesini açmağa çalışır [18,39]. Bununla belə, hər iki iş biokeramika səthində zülal adsorbsiyasına sıx bağlıdır.

Protein adsorbsiyası biokeramikanın unikal xüsusiyyətidir [11,40]. Biokeramika canlı bir bədənə implantasiya edildikdə, ətrafdakı bədən mayelərindən olan zülallar kortəbii olaraq onların səthlərinə adsorbsiya ediləcək və sonra hüceyrə birləşmə, çoxalma və miqrasiya baş verir [41-43]. Beləliklə, protein-adsorbsiya davranışı sümük toxumasının bərpası zamanı mühüm rol oynayır [44,45].

Bu yazıda biz ilk növbədə biokeramikanın zülal adsorbsiyasına diqqət yetiririk, xüsusən də biokeramikaları iki sinfə ayırırıq: Ca-P və Ca-P olmayan keramika. Ca-P keramikasının kimyəvi elementləri təbii sümüklərə bənzədiyindən, sümük əvəzedici materiallar kimi Ca-P əla biouyğunluq, bioaktivlik və osteokeçiricilik nümayiş etdirir. Bununla belə, onların tətbiqi zəif mexaniki xassələrinə görə kiçik daşıyıcı olmayan implantlar, taxıllar və ya metal örtükləri ilə məhdudlaşır. Başqa bir kateqoriya ümumiyyətlə qeyri-Ca-P kimi təsnif edilir, məsələn, titaniya, alüminium oksidi, sirkoniya və s. Bu keramika ənənəvidir və sərt toxumaların təmirində geniş istifadə edilmişdir. Zülalların adsorbsiyası fenomeni toxuma mühəndisliyi sahəsində çox diqqəti cəlb etmişdir. Bununla belə, müxtəlif biomaterialların zülal-adsorbsiya xüsusiyyətləri və adsorbsiya səmərəliliyinin təsir mexanizmləri daha da aydınlaşdırılmalıdır. Zülalların adsorbsiyasına dair intensiv biliklər təkcə biomaterialların səth strukturunun optimallaşdırılması üçün deyil, həm də biotibb sahəsində xüsusi tətbiqlərin işlənib hazırlanmasında faydalıdır.

2. Sərt toxuma mühəndisliyində biokeramikanın təkamülü

Biokeramikanın inkişafını nəzərdən keçirmək üçün [22,46-48] biz onu ümumiyyətlə üç mərhələyə təsnif edə bilərik. Şəkil 1 biokeramika təkamülünün sxemini göstərir. Birinci nəsil təbii sümüyü əvəz etmək məqsədi daşıyan inert keramika adlanır. Məsələn, sirkoniya [49-52], titan [53-55] və alüminium [56-58] zədələnmiş sümükləri əvəz etmək üçün ilk növbədə bud sümüyü başlarının istehsalında istifadə olunur [59]. Bu keramikaların biouyğun olmasına baxmayaraq, canlı orqanizm adətən implantlara qarşı reaksiya verir, çünki onlar yaddır və bu implantların özləri heç vaxt sümüyə çevrilməyəcəklər. İkinci nəsil bioaktiv keramika adlanır və bəzi biomineralizasiya ilə əlaqəli funksiyaları təqlid etmək məqsədi daşıyır. Bioaktiv keramika 1970-ci illərdə ümidverici nəticələr verdi. Bu keramika fizioloji mayelərlə reaksiyaya girərək bioloji tipli apatit əmələ gətirə bilir. Canlı hüceyrələrin varlığında bu apatit yeni sümük əmələ gətirə bilər. HA və bəzi digər Ca-P kompozitləri tipik bioaktiv keramikalardır [60-62]. Bu biokeramika əla biouyğunluq xüsusiyyətləri göstərir, lakin zəif mexaniki xüsusiyyətlərə görə tibbi tətbiqlər kiçik doldurucularla [63,64], taxıllarla və örtüklərlə [65-68] məhdudlaşır. Üçüncü nəsil biokeramika canlı toxumaların bərpasına kömək edə biləcək adekvat iskele sistemini təmin etmək məqsədi daşıyırdı [69]. Biomaterialları optimallaşdırmaq və implant-toxuma interfeysinə nəzarət etməklə, mürəkkəb implant sistemi toxuma regenerasiyasına təkan verə və onun bərpasına kömək edə bilər. Bəzi bildirilmiş Ca-P keramikaları osteoinduktivlik nümayiş etdirir və müəyyən dərəcədə sümük bərpası qabiliyyətinə malik hesab edilir. Toxuma mühəndisliyinin son məqsədi canlı orqanizmin zədələndiyi və öz-özünə yerinə yetirə bilmədiyi vəziyyətlərdə bioloji toxumaların funksiyasını əvəz edə bilən süni materialların hazırlanması cəhdidir [70]. İdeal biokeramika [69,71] təkcə zədələnmiş toxumanı bərpa etmək və ya bərpa etmək qabiliyyətinə ehtiyac duymur, həm də onların təbii funksiyalarını yerinə yetirmək üçün tələb edir.

Şəkil 1. Biokeramikanın təkamülünün sxematik təsviri.

3. Ca-P keramikasında zülal adsorbsiya

Bədənin sərt toxumasının əsas qeyri-üzvi tərkibi olan Ca-P biokeramika əla bioaktivliyə və osteokonduksiya və ya osteoinduksiyada yaxşı qabiliyyətə malikdir [8,72-79] və sümük təmiri və ya ortopedik tətbiqdə geniş şəkildə istifadə edilmişdir. Cədvəl 1-də Ca-P birləşmələrinin əksəriyyəti və onların kalsiumun fosfora molar nisbəti (Ca/P nisbəti) və sabitliyi verilmişdir [78]. Məlumdur ki, Ca-P-nin bioloji xassələrinin müəyyən edilməsində zülal adsorbsiyasının mühüm rolu vardır. Protein adsorbsiyasının mexanizmini və Ca-P biokeramikasının əla bioloji xüsusiyyətlərə malik olmasının səbəblərini daha yaxşı başa düşmək üçün zülalların adsorbsiya davranışları ilə bağlı bir çox tədqiqatlar aparılmışdır. Nəticələr və nəticələr bioaktivlik və osteoinduktivlik haqqında biliklərimizi xeyli genişləndirdi.

Cədvəl 1. Ca-P biokeramikaları [78].

Son illərdə bioloji, fiziki-kimyəvi metodologiyalar və onların birləşməsi materiallar üzərində zülal adsorbsiyasının tədqiqində vəhşicəsinə qəbul edilmişdir. Kompüter texnologiyasının sürətli inkişafı ilə simulyasiya üsulu bu sahədə getdikcə daha çox tətbiq olunur və bizə atom səviyyəsində çoxlu adsorbsiya məlumatı verir. Protein adsorbsiyasının bir çox aspektləri çox diqqəti cəlb etmişdir. Məsələn, kimyəvi komponent və səth xassələri kimi müxtəlif material xassələrinin adsorbsiya davranışına təsiri, müxtəlif zülal xassələrinin və mühitlərinin adsorbsiya davranışına təsiri, məsələn, zülal məhlulunun pH, turşuluq/əsaslıq və ya elektrik yükü zülallar və səthə adsorbsiya zamanı zülalın konformasiyasının dəyişməsi. Dee və b. [80] 2 və 3-cü cədvəllərdə adsorbsiyaya təsir edən zülalların və səthlərin əsas xassələrini göstərmişdir.

Cədvəl 2. Zülalların adsorbsiyasına təsir edən zülalların xüsusiyyətləri [80].

Cədvəl 3. Protein adsorbsiyasına təsir edən səthlərin xüsusiyyətləri [80].

Bu xassələrə əsaslanaraq Ca-P biokeramikasında zülal adsorbsiyasını aşağıdakı bölmələrdə ətraflı nəzərdən keçirəcəyik.

3.1. Ca-P-protein xüsusiyyətlərinin zülal adsorbsiyasına təsiri

3.1.1. Ca-P-nin səth xüsusiyyətləri
Topoqrafiya

Materialın səthinin fiziki-kimyəvi xüsusiyyəti zülal adsorbsiyasının həlledici amillərindən biridir. Səth topoqrafiyası, məsələn, pürüzlülük, məsaməlilik, məsamə ölçüsü və hissəcik ölçüsü və s., zülal molekulları ilə qarşılıqlı əlaqədə olan səth sahəsinin miqyasını müəyyən edir. Daha çox məruz qalan səth sahəsi zülalların adsorbsiyası üçün daha çox qarşılıqlı əlaqə sahəsi təmin edə bilər. Bu saytlar zülal molekullarını müxtəlif yollarla, məsələn, elektrostatik qüvvə, hidrofobiklik və s. Çoxlu eksperimental nəticələrə əsasən, səth sahəsi/xüsusi səth sahəsi (SSA) nə qədər yüksək olarsa, zülal adsorbsiyasının miqdarı da bir o qədər yüksək olduğu qəbul edilir. Əsasən, materialın pürüzlülüyünü, məsaməliyini, məsamə ölçüsünü və hissəcik ölçüsünü modulyasiya etmək zülal adsorbsiyasına fayda verə biləcək daha çox səth sahəsi yaradır. Qeyd edək ki, səth sahəsinin artırılması təkcə Ca-P biokeramikasında zülal adsorbsiyasını yaxşılaşdırmaq üçün deyil, digər materiallar üçün də etibarlıdır.

Daha böyük pürüzlülük daha böyük səth sahəsinə səbəb ola bilər, lakin bu nano miqyasda dəyişməz ola bilməz. Dos Santos və b. [81] daha az nano-pürüzlülük (32 ± 6 nm) ilə HA (Au ilə örtülmüş və ya olmayan) üzərində albumin və fibronektin adsorbsiyasının zamanla β-TCP (Au ilə örtülmüş və ya olmayan) üzərində müşahidə ediləndən daha yüksək olduğunu müəyyən etmişdir. Cai və b. [82] həmçinin titan səthlərindəki nanoölçülü pürüzlülüyün adsorbsiya edilmiş albumin və fibrinogenin strukturuna və miqdarına az təsir göstərdiyini göstərdi. Bununla belə, kollagen kimi daha böyük molekulların adsorbsiyasına polimer səthlərindəki pürüzlülüyün müxtəlif dərəcələri təsir edə bilər [83]. Fərqlər təkcə zülalların miqdarında deyil, həm də strukturunda müşahidə edilmişdir. Səbəb o ola bilər ki, pürüzlülük miqyası nanometrdən mikrometrə qədər artdıqda, topoqrafiya zülal ölçüsünü nəzərə alaraq zülal üçün hamar görünə bilər və adsorbsiya prosesinə az təsir göstərə bilər [84,85]. Hal-hazırda, Ca-P-nin nanoölçülü pürüzlülüyünün zülal-adsorbsiya prosesinə təsir göstərə biləcəyi məlumdur, lakin təsir göstərən tendensiyaları, xüsusən də müxtəlif Ca-P səthlərində fərqli protein adsorbsiyasını başa düşmək üçün daha çox araşdırma aparılmalıdır.

Məsaməlik, məsamə ölçüsü/paylanma və hissəcik ölçüsü də səth sahəsini tənzimləməklə zülal adsorbsiyasına təsir göstərir. Gözenekliliyin olması materialların səthini xeyli artırır və zülalların adsorbsiyasını yaxşılaşdırır. Zhu və b. [86] məsaməli ikifazalı Ca-P (BCP (HA/TCP = 7 : 3)) üzərində ümumi adsorbsiya edilmiş zülalların miqdarının sıx BCP-də olduğundan çox daha çox olduğunu bildirdi. Məsaməli BCP-də diametri 100-dən 500 μm-ə qədər olan çoxlu məsamələr və makroməsamələrin divarında paylanmış çoxlu mikroməsamələr təqdim olunur. Materialların artan səth sahəsi əsasən makroməsamələrin və mikroməsamələrin olması ilə əlaqələndirilir. Daha yüksək gözeneklilik daha yüksək səth sahəsinə səbəb olur. Gözeneklilik zülalın adsorbsiyasını və sonrakı hüceyrə birləşməsini daha da artıra bilər [87]. Bir çox digər tədqiqatlar da məsaməliliyin Ca-P-də protein adsorbsiyasına təsirini sübut etdi [88-90]. Əksər zülallar substrat səthində adsorbsiyadan sonra struktur və ya konformasiyaya görə yenidən qurulmağa məruz qalır [80]. Məsaməli Ca-P-də adsorbsiya olunan zülalların davranışı çoxqatlı adsorbsiya prosesidir, sıx Ca-P-də isə birqatlı adsorbsiya prosesidir. Bunu məsaməli strukturların saxlama təsiri ilə əlaqələndirmək olar [86]. Bundan əlavə, məsaməli strukturların zülal adsorbsiyasına təsiri ektopik ərazilərə implantasiya edildikdən sonra Ca-P biokeramikasının osteoinduktiv potensialının təfsiri kimi qəbul edilmişdir [91,92]. Ca-P biokeramikaları bədən mayesindən təbii sümük morfogenetik zülallarını (BMP) adsorbsiya edə və zənginləşdirə bilər ki, bu da dozadan asılı olaraq sümük əmələ gəlməsinə səbəb olur [93]. Osteinduksiyanı tetiklemek üçün BMP yerli konsentrasiyasının həddi təmin edilərsə, Ca-P biokeramikasının osteoinduktiv olma potensialı ola bilər. Ca-P-nin məsaməli strukturu SSA-nı artırır, bu da Ca-P-nin daha çox BMP-ni bağlamasına səbəb olur və Ca-P biokeramikasının osteoinduktivliyi üçün mühüm rol oynayır. Eyni zamanda, məsamə ölçüsü zülal adsorbsiyasını idarə edən başqa bir amildir. Zülal ölçüsü və hüceyrə ölçüsü ilə əlaqələndirilməlidir. Əgər nano/mezo-məsamə zülaldan kiçikdirsə, zülal məsamələrdə adsorbsiya edilə bilməz və beləliklə, bu protein adsorbsiyasının effektiv səth sahəsi azalmalıdır. Əksinə, zülal asanlıqla mezo-məsamələrdə tutulur və adsorbsiyanı yaxşılaşdırır. Bir çox eksperimental nəticələr bu fenomeni təsdiqlədi. Fujii və b. [94] bəzi Zn tərkibli sinklə əvəz edilmiş HA (Zn-HA) nano kristallarının β üçün daha uyğun olduğunu bildirdi.2-mikroqlobulin (β2-MG) adsorbsiya iribuynuzlu serum albumin (BSA) adsorbsiyasına nisbətən adsorbsiyadır ki, bu da Zn-HA-da göstərilən məsamə ölçüsünün β üçün uyğun olması ilə əlaqələndirilir.2-MG adsorbsiya. Eyni hekayə karbonat HA və digər Ca-P-də də baş verdi [95-97]. Eyni zamanda, hüceyrə ölçüsü makro məsamə ölçüsünün seçimi üçün əsas meyardır. Bədən hüceyrələrinin orta ölçüsü təqribən 50 μm-dir, buna görə də hüceyrə yapışmasına kömək etmək üçün məsaməli Ca-P biokeramikasında 0-100 μm mikro məsamələr və toxumaların böyüməsindən faydalanan 100-500 μm makro məsamələr qəbul edilmişdir [91,92]. Hissəcik ölçüsünə gəldikdə, o, əsasən SSA ilə əlaqələndirilir. Kiçik hissəcik ölçüsü daha yüksək SSA-ya səbəb olur ki, bu da zülal adsorbsiyasını artırır [96,98]. Rouahi və b. [88] 100 nm hissəcikləri olan HA tozunun 1 μm hissəcikləri olan HA tozuna nisbətən zülalların daha yüksək adsorbsiyasına səbəb olduğunu bildirdi. Bu, mikro miqyaslı HA ilə müqayisədə nano-miqyaslı HA tozunun daha yüksək SSA-sı ilə əlaqələndirildi. Beləliklə, tozlarda adsorbsiya olunan zülalların miqdarı onların SSA ilə müsbət əlaqədə idi. Məsaməliliyin təsirini birləşdirərək, Ca-P hissəciklərinin SSA-sı nə qədər yüksək olarsa, onların zülal adsorbsiyası bir o qədər yüksək olar, keramikanın mikro məsaməliliyi bir o qədər aşağı olar, onların zülal adsorbsiyası bir o qədər aşağı olar və göstərildiyi kimi ilkin hüceyrə əlavəsi bir o qədər aşağı olar. Şəkil 2-də.

Şəkil 2. SSA, HA tozunun zülal adsorbsiya qabiliyyəti və zülal adsorbsiyası və sinterlənmiş HA keramika üzərində hüceyrə birləşməsi və böyüməsi arasında mövcud olan tərs korrelyasiya sxemi [88].

Qeyd etmək lazımdır ki, SSA-nın artırılması hissəcik ölçüsünün mümkün qədər kiçik olması demək deyil. Çünki ölçü nanometrlər səviyyəsində olduqda, bir çox amillərin dəyişmə ehtimalı var (məsələn, səth qüsurları hissəcik ölçüsünə tərs mütənasib olaraq artır) [99]. Nanomateryalların müəyyən spesifik təsirləri zülalların adsorbsiyasına təsir göstərə bilər. Təəssüf ki, Ca-P səthində zülalların adsorbsiyasına nano təsiri ilə bağlı az sayda tədqiqat var.

Ca-P-nin kimyəvi xassələri

Məlumdur ki, zülal-adsorbsiya davranışları substratın səthi parametrləri ilə idarə oluna bilər [100-103]. Material səthinin kimyəvi xassələri zülal adsorbsiyasının effektivliyini və substrat və zülallar üzərindəki funksional qruplar arasında qarşılıqlı təsir nəticəsində adsorbsiya olunan zülalın miqdarını və hətta adsorbsiya edilmiş zülalların konformasiyasını təyin etməkdə mühüm rol oynayır. Səthin kimyəvi təbiəti elektrostatik və ya hidrofobik qarşılıqlı təsirlər vasitəsilə daha çox zülal-səth qarşılıqlı təsirlərə səbəb ola bilər [104]. Ümumiyyətlə qəbul edilir ki, elektrostatik qüvvə zülalların adsorbsiya prosesində mühüm rol oynayır və bir çox eksperimental və kompüter simulyasiya tədqiqatları ilə sübut edilmişdir [98,105-107]. Substratın səthindəki yüklü ionlar və ya qruplar zülal adsorbsiyasında üstünlük təşkil etmək üçün zülal molekullarında amin qrupu, karbonil qrupu, karboksil qrupu və aromatik qrup və s. daxil olmaqla yüklənmiş funksional qrupları birləşdirə bilər. Substrat səthində və ya zülallarda bağlanmış ionlar və ya qruplar ümumiyyətlə adsorbsiya sahələri adlanır. Bir çox tədqiqat kimyəvi komponentin və ya həllolma/deqradasiya dərəcəsinin və materialın zeta potensialının zülal adsorbsiyasına təsirinə yönəlmişdir. Əslində, bu təsirlər zülalın bağlanmasından faydalanmaq üçün substrat səthində yük sıxlığını, yük paylanmasını və ya adsorbsiya yerlərinin paylanmasını tənzimləmək üçündür. Ca 2+ və PO4 3− Ca-P səthlərində zülal bağlama yerləri olduğuna inanılır və zülal adsorbsiyasının əsas hərəkətverici qüvvəsini təmin edir [105,108,109]. Fərqli komponentli substrat materialları səthlərdə fərqli yük/adsorbsiya sahəsinin paylanmasına səbəb ola biləcək fərqli strukturlara malikdir. Məsələn, yüklü ionların və ya qrupların paylanması (əsasən Ca 2+ və PO4 HA-da 3− ) OCP-dən çox fərqlidir (şəkil 3). Eyni hekayə digər Ca-P-də də baş verdi. Bu fərq substrat səthində xalis yükün uyğunsuzluğuna səbəb ola bilər. Məlumdur ki, zülallar ümumiyyətlə iki növə bölünə bilər, biri izoelektrik nöqtəsi (pI) < 7 olan turşu zülaldır, digəri isə pI > 7 olan əsas zülaldır. pH 7,4 olduqda, fizioloji zülallara bərabərdir. mühit, turşu zülal və əsas zülal müvafiq olaraq mənfi yük və müsbət yük daşıyır. Substratın səthi ilə zülallar arasındakı elektrostatik qarşılıqlı təsir müxtəlif məhlullarda səth yükü və zülal xalis yükündən təsirlənə bilər. Zhu və b. [98], HA, BCP və TCP-nin mənfi səth yükü olduğunu və pH 7.4 fosfat tamponlu şoran (PBS) məhlulunda turşu protein BSA-dan daha çox əsas protein lizozimini (LSZ) adsorbsiya etməyə üstünlük verdiyini bildirdi. Səthi xalis yükü daha yüksək olan HA və buna görə də zeta potensialının daha yüksək dəyəri, aralarındakı daha güclü elektrostatik cazibə sayəsində daha yüksək LSZ adsorbsiyasını nümayiş etdirdi. Sümük əmələ gətirən hüceyrələrin [110] çoxalmasını və differensasiyasını təşviq edə bilən transformasiya edən böyümə faktoru-β1 (TGF-β1) başqa bir əsas zülal da siçovullarda sıx BCP ilə müqayisədə daha yüksək zeta potensialı olan məsaməli BCP-də adsorbsiyaya üstünlük verdi. serum və in vivo [86]. Ohta və b. [111] müsbət yüklü Ca 2+ yerlərinin turşu zülalları və mənfi PO-ları adsorbsiya etdiyini bildirdi4 3− bağlanmış əsas zülallar. Ca və P sahələrinin nisbətlərinin sırası DCPD > OCP > HA ≫ DCPA ≫ β-TCP olaraq təxmin edilmişdir ki, bu da səthin zeta potensiallarının sırasına uyğundur. Adsorbsiya olunan zülalların miqdarı isə səth yükü ilə mütənasibdir. Adsorbsiya olunan zülalların növü Ca, P yerlərinin paylanmasından asılıdır. Yüklü ionların və ya qrupların paylanmasının zülal adsorbsiyasına təsiri amorf Ca-P-də nisbətən aydındır. Amorf HA və fluorapatit arasında protein adsorbsiyasında əhəmiyyətli fərq yoxdur, çünki onların səth quruluşu Ca 2+, PO mövqeyinə görə çox nizamlı deyildir.4 3− , OH − və F − ionları. Beləliklə, zülallardan da asılı olan bağlanma yerlərinin sayında və adsorbsiya gücündə fərq minimuma endirilir [112].

Şəkil 3. Yüklənmiş ionların və ya qrupların paylanmasının yuxarı görünüşü (a) HA (001) və (b) OCP (100) təyyarələri. Ca, yaşıl P, bənövşəyi O, qırmızı.

Ca-P kristal səthindəki boşluqlar və qüsurlar da zülal adsorbsiyasına təsir göstərir [109]. Vebster və b. [113] və Ergün və b. [114], adsorbsiya edilmiş BSA-nın miqdarının HA kristalında əvəz edilmiş Zn 2+ ilə azaldığını bildirdi. Fujii və b. [94] Zn-HA-nın SSA-nın artan Zn məzmunu ilə artdığını və Zn-HA-da adsorbsiya olunan BSA-nın miqdarının SSA-nın artmasına baxmayaraq Zn məzmununun artması ilə azaldığını aşkar etdi. Bu, Zn-HA-nın β-nin yüksək seçici adsorbsiyasına səbəb olan əvəz edilmiş HA-da ionların və ya qrupların xüsusi yerləşməsi ilə əlaqələndirilə bilər.2-MG topoqrafiya effekti ilə birləşir. Elanqovan və b. [115] kristal morfologiyası və teksturasındakı dəyişikliklərə istinad edərək, karbonatlı HA-ya (CHA) nisbətən daha az prolinlə zəngin turşu tüpürcək zülalının (PRP1) adsorbsiya edildiyini və artan karbonat tərkibi ilə HA-ya nisbətən daha az BSA adsorbsiyasının olduğunu bildirdi. mümkün səbəb kimi [116]. Bununla belə, Takemoto və b. [96] CHA-nın daha yüksək karbonat tərkibinin daha çox β adsorbsiya etdiyini aşkar etdi2-MG aşağı olanlara nisbətən. Seqviç və b. [89] həmçinin CHA və HA üzərində üç süni peptidin fərqli adsorbsiya davranışlarını bildirdi. Müvafiq olaraq, materialın qüsuru/əvəz edilməsi nəticəsində yaranan adsorbsiyadakı bu fərqlər, bağlanma yerinin paylanması və ya substrat səthlərində səth yükünün sıxlığı/paylanması fərqinə aid edilir. Zülallar üzərində yük qruplarının dəyişməsini nəzərə alsaq, zülalların müxtəlif komponent/struktur Ca-P üzərində seçici adsorbsiyasını başa düşmək asandır.

İnkubasiya mühiti də zülalların adsorbsiyasına təsir edən mühüm amildir. Məhluldakı müxtəlif növ ionlar substratın səthi yüklərinin nəzarəti altında yenidən paylanır, bu da səth ətrafında məhlulun xüsusiyyətlərinin dəyişməsi ilə nəticələnir. Məhluldakı əks ionlar substratın səthinə çəkilir və yaxınlıqdakı su molekullarını daha nizamlı edir. Məhlulda inkubasiya nəticəsində yaranan səth yükünün paylanmasındakı bu fərqlər material səthlərində zülal adsorbsiyasını yaxşılaşdırmaq və ya maneə törətmək potensialına malikdir. Buna görə də, müxtəlif məhlullar fərqli zülal adsorbsiya davranışlarına səbəb ola bilər. Bununla belə, Ca-P biokeramikaları üçün inkubasiya məhlulları Ca-P tətbiq sahəsinə uyğun olaraq oxşar xüsusiyyətlərə malikdir. PBS, Hanks balanslaşdırılmış duz məhlulu (HBSS), serum və in vivo Ca-P üzərində zülal adsorbsiyasının tədqiqi üçün daha çox istifadə olunur. Lakin müxtəlif həllərdəki fərqlər nadir hallarda bildirilir. pH inkubasiya məhlulunun elektrik xüsusiyyətlərinə təsir edən mühüm amildir. Tədqiqatlar göstərdi ki, pH-ın azalması asidik zülalların adsorbsiyasının və bağlanma yaxınlığının artmasına səbəb oldu [117]. Eyni zamanda, Ca-P-nin həllolma qabiliyyəti məhlulun xüsusiyyətlərinə təsir etmək üçün vacib bir parametrdir. BCP və HA-da zülal adsorbsiyasına dair nümunəvi bir nümunə meydana gəldi. Məlumdur ki, β-TCP HA [118]-dən daha yüksək həll qabiliyyətinə və Ca 2+, PO-nun həllinə malikdir.4 β-TCP-dən olan 3− və digər ionlar məhlulun ion gücünün artmasına səbəb olardı. Məhlulda daha yüksək ion gücü zülalın həllediciyə daha çox qütb-ionlaşmış qalıqları çıxarmasına səbəb ola bilər [117,119]. Beləliklə, BCP-də adsorbsiya olunan zülalın miqdarı, eyni zamanda topoqrafiyanın təsirini nəzərə alaraq, zülal və BCP-nin səthi bağlayan yerləri arasında daha güclü qarşılıqlı əlaqə ilə artırıla bilər, bu da həmişə HA-dan daha yüksək zülalları adsorbsiya etmək qabiliyyətinə malikdir. 97]. Bu da BCP-nin HA-dan daha yaxşı osteoinduktivliyə malik olmasının səbəbi ola bilər. Biokeramika üçün sinterləmə temperaturu onların termodinamik xassələrinin fərqliliyinə görə Ca-P-nin inkubasiya məhlulunda həll olmasına böyük təsir göstərir [88]. Daha yüksək temperatur daha yüksək kristallığa gətirib çıxarır, buna görə də aşağı həll olur [25,120-122].

Ca-P-nin hidrofobik xüsusiyyətləri

Elektrostatik qüvvə ilə yanaşı, hidrofobik qarşılıqlı təsir daha çox zülal-səth yaxınlığına səbəb olmaq üçün başqa bir vacib yoldur. Ümumiyyətlə doğrudur ki, hidrofobik səth neytral yüklü hidrofilik səthdən daha güclü zülalları adsorbsiya edir və bununla da daha çox miqdarda zülal adsorbsiya edir [123-125]. Zülallar zülalın amfifil strukturunda mövcud olan qalıqların hidrofobik yamaqları ilə hidrofobik səthdə adsorbsiyaya meylli olacaqlar. Protein həllediciyə məruz qalan sistemin xalis hidrofobik səth sahəsini azaltmaq üçün termodinamik hərəkətverici qüvvə sayəsində hidrofobik nüvəsini açır və səthə yayırdı [125,126]. Zülalların yüklü və qütb funksional qrupları hidrofilik səthlə qarşılıqlı təsir göstərməyə meyllidirlər. Ca-P biokeramikaları üçün BCP HA-dan daha yüksək hidrofobikliyə malikdir, lakin təmas bucağının ölçülməsi nəticələrinə görə β-TCP-dən aşağıdır [127,128]. Bu, BCP-nin HA-dan daha yüksək zülal adsorbsiya qabiliyyətinə malik olmasının başqa bir səbəbi ola bilər.

Ümumiyyətlə, biomaterialın kimyəvi və hidrofobik xüsusiyyətlərinin zülal adsorbsiyasına təsiri Şəkil 4-də göstərilə bilər [80]. Komponent, zeta potensialı, kristallik qüsuru və həllolma qabiliyyəti və s. kimi substrat materiallarının parametrlərindəki bütün dəyişikliklər materialların kimyəvi xassələrini və ya hidrofobikliyini tənzimləmək üçündür ki, uyğun səth yükü, bağlanma yerləri və qütb sahəsinin paylanması əldə olunsun. zülalların adsorbsiyasını yaxşılaşdırır və ya maneə törədir.

Şəkil 4. Zülal adsorbsiyasında kimyəvi və hidrofobik xüsusiyyətlərin əhəmiyyətini göstərən diaqram [80].

Yuxarıdakı araşdırmaya əsasən aydın olur ki, Ca-P biokeramika substrat materiallarında zülal adsorbsiyasının ümumi tənzimlənməsinə də tabe olur. Xülasə, daha yüksək məsaməlilik və SSA, nisbətən kiçik hissəcik ölçüsü, uyğun səth yükü paylanması, müxtəlif növ zülallar və inkubasiya mühitləri üçün bağlama və hidrofobik/qütb sahələrinin paylanması Ca-P biokeramikasında zülal adsorbsiyasına fayda verir.

3.1.2. Zülalların xassələri və onun konformasiya dəyişiklikləri Ca-P səthinə adsorbsiya zamanı yüksəlir
Zülalların struktur xüsusiyyətləri

Səth fəaliyyətinə təsir edən zülalların struktur xüsusiyyətləri zülalın ilkin strukturu ilə bağlıdır, yəni amin turşularının ardıcıllığı zülal-səth qarşılıqlı təsirinə təsir göstərir. Daha böyük zülalların substrat səthi ilə qarşılıqlı əlaqəsi üçün daha çox bağlayıcı yerləri var. Beləliklə, daha böyük molekullar səthdə daha çox adsorbsiya olunma potensialına malikdir. Lakin çoxkomponentli sistem üçün məhlulun molekulunun səthə kütlə ötürmə sürəti onun konsentrasiyası ilə birbaşa və molekulyar çəkisi ilə tərs bağlıdır [126,129]. Müvafiq olaraq, zərdab kimi çox proteinli sistemlər üçün, daha çox diffuziya sürətinə malik olan daha konsentrasiyalı və kiçik zülallar əvvəlcə səthə adsorbsiyaya meyllidirlər, sonra isə daha sonra adsorbsiya oluna bilən daha böyük, daha güclü qarşılıqlı təsir göstərən zülallar tərəfindən yerlərini dəyişdirirlər. Bu Vroman effekti kimi tanınır [130,131]. Bu arada, hidrofobik yüklü amin turşuları ümumiyyətlə zülalların xaricində yerləşir və əsasən səthlərdə adsorbsiyaya cavabdehdirlər. Ca-P-nin səth xüsusiyyətləri kimi, zülallar üzərində yük/bağlama yeri paylanması da zülal adsorbsiyasında mühüm rol oynayır. Maraqlıdır ki, zülallar tez-tez izoelektrik nöqtəsi yaxınlığında daha çox səth aktivliyi nümayiş etdirirlər [80,132-134]. Bu, protein molekulları arasında zəif qarşılıqlı əlaqə ilə əlaqələndirilə bilər. Proteinin açılma/yayılma xassələri və sabitliyi də adsorbsiyaya təsir göstərir. Bir zülalın açılması/yayılması, zülal-səth təması üçün daha çox yer açacaq. Daha az sabit zülalların daha çox və ya daha sürətli açılma ehtimalı var. Hidrofilik qütblü və yüklü amin turşuları ümumiyyətlə molekulun xarici hissəsində, hidrofobik qalıqlar isə daxili hissədə yerləşsə də, hidrofobik amin turşularının da səthlərlə qarşılıqlı əlaqəsi var. Eyni zamanda, zülalların açılması/yayılması hidrofobik bölgələri ifşa edə və səthlə qarşılıqlı əlaqəyə imkan verə bilər [80].

Ca-P biokeramikasının tətbiq sahəsini nəzərə alsaq, tədqiqatda ən çox qəbul edilən hədəf zülallara serum albumin, fibronektin, fibrinogen və sümüklə əlaqəli fosfoproteinlər kimi turşu zülalları və lizozim və TGF-β1 kimi əsas zülallar daxildir. Lakin Ca-P-də zülal adsorbsiyasının növləri üçün sistematik tədqiqatlar nadir hallarda bildirilir. Bununla belə, daha ətraflı tədqiqatlar aparılmalıdır. Bu yaxınlarda, zülal adsorbsiyasının vasvası davranışını daha da araşdırmaq üçün süni peptidlərdən istifadə edilmişdir [89].

Ca-P səthinə adsorbsiya zamanı zülalların konformasiya dəyişiklikləri

Tədqiqatların bir çoxu göstərmişdir ki, zülallar substrat səthinə adsorbsiya edildikdə onların konformasiyası dəyişəcək və miqyas əsasən substratın səth xüsusiyyətləri və zülal məhlulunun xüsusiyyətləri ilə bağlıdır [135-140]. Adsorbsiya edilmiş zülallarda konformasiya dəyişiklikləri substrat materiallarının bioloji aktivliyinə böyük təsir göstərir və hüceyrə qarşılıqlı təsirləri konformasiya dəyişikliyinin təbiətindən çox asılıdır [141]. Nəzərə alın ki, bütün dəyişikliklər hüceyrə birləşməsi üçün faydalı deyil: denatürasiya edilmiş fibronektin artıq hüceyrələrin yapışmasını və böyüməsini dəstəkləməyəcəkdir [112]. Xüsusilə Ca-P biokeramikasının bioaktivliyinə təsir edən mühüm amildir. Məsələn, Gibbons və b. [142], məhluldakı zülallara qarşı HA-da adsorbsiya edilmiş tüpürcək zülallarına ağız bakteriyalarının yaxınlığında əhəmiyyətli fərqlərin olduğunu bildirdi. Digər tərəfdən, uyğunluq dəyişdirilərsə, zülalın səthində müxtəlif amin turşuları ifşa oluna bilər ki, bu da molekulun substrata bağlanma üsulunu dəyişə bilər. Atom güc mikroskopiyası (AFM), Furye transformasiyalı infraqırmızı spektroskopiya (FTIR)/zəiflədilmiş ümumi daxili əksetmə (ATR) və uçuş vaxtı ikincil ion kütlə spektrometriyası (ToF-SIMS) zülal uyğunluğunun tədqiqi üçün ən çox qəbul edilən üsullardır [83,112,138,140,142] –145].

Zeng və b. [112] göstərmişdir ki, BSA-nın Amid I/Amid II nisbətində daha yüksək artım titan (Ti) və germanium (Ge) səthlərində deyil, Ca-P səthində adsorbsiya edilmiş BSA-da müşahidə edilmişdir. Ca-P səthində daha çox miqdarda protein adsorbsiya edilmişdir. Bu nəticə göstərdi ki, BSA bütün səthlərdə adsorbsiyaya görə α-sarmal strukturunu itirib və ən böyük itki Ca-P səthlərində baş verib. Bununla belə, α-sarmal strukturunun adsorbsiya nəticəsində nəyə çevrildiyini bilmək çətindir. Ca-P-də adsorbsiya edilmiş BSA-nın böyük konformasiya dəyişiklikləri də elektrostatik qarşılıqlı təsirlərə aid edilə bilər. Bağlayıcı saytların paylanması bu prosesdə mühüm rol oynayır. Xie və b. [145] göstərdi ki, brusitin HA-ya çevrilməsi zamanı adsorbsiya edilmiş BSA-nın konformasiyası dəyişdi. Bu prosesdə FTIR/ATR nəticələri göstərdi ki, 1650 sm-1-də dominant bandın (Amid I) faiz sahəsi azalıb, 1630 sm-1-də isə artır. Elanqovan və b. [115] HA və CHA-ya adsorbsiya edildikdə turşulu PRP1-in konformasiya dəyişikliklərini tədqiq etmişdir. Məhlulda PRP1-in böyük hissələri təsadüfi rulon quruluşuna əlavə olaraq nəmlənmiş poliprolin tip II (PPII) spiral quruluşa malikdir. HA və CHA-ya adsorbsiya edildikdən sonra, PRP1 nəmlənmiş PPII və təsadüfi sarğı domeninin əhəmiyyətli bir hissəsini itirir, bu da zülalların böyük bir hissəsinin β növbələrindən ibarət olduğunu göstərir. Konformasiya dəyişiklikləri HA-da adsorbsiya edilən PRP1-də CHA-ya nisbətən daha çox idi və HA-ya nisbətən CHA-da daha az protein adsorbsiya edilmişdir. Bu, həmçinin CHA və HA-da bağlanma yerlərinin və ya elektrostatik ionların/qrupların fərqli paylanması ilə əlaqələndirilir. Eyni zamanda, Ca-P-nin karbonat tərkibi zülalların konformasiya dəyişikliklərinin dərəcəsinə nəzərəçarpacaq təsir göstərə bilər. Digər tərəfdən, qalıq, peptid və zülalın konformasiyası və quruluşu Ca-P çöküntülərinin nüvələşmə davranışına da təsir göstərir. Sümük sialoproteinindən (BSP) fərqli bir konformasiyaya malik model peptidlər üzərində Ca-P-nin nüvələşməsinin molekulyar dinamikası (MD) simulyasiyası göstərdi ki, yüksək dərəcədə qorunmuş bitişik Glu ardıcıllıqları Ca-P-nin nüvə domenləridir, bu da eksperimental nəticələrə uyğundur. α-sarmal konformasiyanın bəzi simulyasiyalarında HA-nın şablon nüvələşməsini təşviq etmək imkanı görüldü, lakin təsadüfi sarmal konformasiyasında yox [146].

Zülalların uyğunluğu Ca-P biokeramikasının bioaktivliyi və ya osteoinduktivliyi üçün çox vacibdir, lakin Ca-P üçün bu sahəyə yönəlmiş çoxlu tədqiqatlar yoxdur. Əhəmiyyətli odur ki, zülalların konformasiya dəyişikliklərinin Ca-P üçün bioloji reaksiyaya təsiri ilə bağlı əlavə tədqiqatlar nadir hallarda bildirilir. Zülalların uyğunlaşmasına və təsirinin dərəcəsinə təsir edə biləcək amillər hələ də aydın deyil. Ca-P biokeramika xassələri, zülal konformasiyası və onların bioloji reaksiyası arasındakı əlaqənin sistematik tədqiqi çox zəruridir.

3.2. Zülallar və Ca-P arasında qarşılıqlı əlaqə

3.2.1. Qarşılıqlı əlaqələr

Ca-P üzərindəki bütün protein-adsorbsiya davranışları zülallarla Ca-P arasındakı qarşılıqlı təsirin nəticəsidir. Üzvi-qeyri-üzvi interfeysdə müxtəlif qarşılıqlı əlaqə davranışları zülalların adsorbsiyasının və strukturunun, morfologiyasının, ölçüsünün, oriyentasiyasının, nüvələşməsinin və Ca-P çöküntülərinin böyüməsinin müxtəlif xüsusiyyətlərinə səbəb ola bilər. Nəzəri analiz metodunu birləşdirən zülallarla Ca-P arasında qarşılıqlı əlaqənin tədqiqi zülalların adsorbsiyasının, hətta biomineralizasiyanın mexanizmini daha yaxşı başa düşmək üçün faydalıdır.

Zülalın Ca-P ilə qarşılıqlı təsiri əsasən elektrostatik qüvvədən, bəzən isə hidrogen rabitəsindən asılıdır ki, bu da eksperimental və kompüter simulyasiyasının nəticələri ilə sübut edilmişdir [106,107,117]. Proteinlər Ca-P səthlərində əsasən müsbət Ca2 yerləri, mənfi karboksilat qrupları və mənfi P/OH yerləri vasitəsilə adsorbsiya edilir, zülalda müsbət amin qruplarını bağlayır, yüklü guanido qrupu, neytral amin və hidroksil qrupları kimi digər qruplar, səthlərlə nisbətən zəif qarşılıqlı təsirə malikdir. Fərqli zülallar müxtəlif adsorbsiya davranışlarına səbəb olan yüklü qrupların fərqli quruluşuna malikdir. Ca-P kristallarının müstəvilərində fərqli strukturlara malik olduğundan, kristal səthlər və molekullar arasında nümunənin tanınmasını nəzərə alaraq [147], zülallar Ca-P səth müstəvilərində seçici adsorbsiya xüsusiyyətinə malik ola bilər ki, bu da zülallara zülal təsirinin səbəbi ola bilər. Ca-P kristallarının morfologiyası, ölçüsü və oriyentasiyası. Məsələn, turşu zülallar HA və OCP kristallarının (100) üzünə üstünlük verilir [148]. Halbuki amelogenin və OCP-nin kristal üzləri arasındakı qarşılıqlı təsirin gücü (010) > (001) > (100) sırasında idi, bu, OCP-də amelogeninin adsorbsiyasının (010) üzün böyüməsini maneə törətdiyini göstərir [149]. Karboksilat qruplarının və amin qruplarının müxtəlif düzülüşü zülalda müvafiq olaraq mənfi və müsbət olan turşu qalıq və əsas qalıq adlanan müxtəlif qalıq növləri ilə nəticələnir. Beləliklə, elektrostatik cazibə əsasında, turşu zülallar tercihen Ca sahəsinə əsaslanan səthlərə, əsas zülallara üstünlük verilərək P/OH sahəsinə əsaslanan səthlərə adsorbsiya edilməlidir, turşu qalıqlar tercihen Ca sahələrinə bağlanmalıdır, əsas qalıqlar üstünlük olaraq P/OH saytları. Ümumiyyətlə, minerallaşma ilə əlaqəli zülalların çoxu turşu və fosforlanmışdır və biomineralizasiyada əsas rol oynadığına inanılır [150]. Turşu fosfoproteinlər açıq şəkildə turşu qalıqları, aspartik turşu (Asp) və qlutamik turşusu (Glu) ilə zəngindir, eyni zamanda əsas qalıqlar, arginin (Arg) və lizin (Lys) ehtiva edir. Glu HA (001) üzünə güclü şəkildə adsorbsiyaya üstünlük verdi, nəticədə boşqab kimi HA qlisinin (Gly) əmələ gəlməsi HA səthlərində əhəmiyyətli dərəcədə üstünlüklü adsorbsiya göstərmədi, bu da çubuqvari HA ilə nəticələndi [86,111,151].

3.2.2. Zülal adsorbsiyasının molekulyar dinamikasının simulyasiyası

Kompüter texnologiyasının sürətli inkişafı ilə simulyasiya üsulu zülalların adsorbsiyası sahəsində getdikcə daha çox tətbiq olunur və bizə Ca-P-zülalların atom səviyyəsində qarşılıqlı əlaqə məlumatlarının çoxunu təmin edir. MD simulyasiya metodu əsasən istifadə olunur və kimya və biologiyada geniş tətbiq olunur. MD simulyasiyası klassik mexanikaya əsaslanan və molekulyar sistemin zamandan asılı davranışlarını hesablayan bir texnikadır. Bu hesablama metodologiyasında atomlar yumşaq cisimlər kimi təsvir edilir. Zülallar üçün uyğun güc sahəsi parametrlərini birləşdirən MD simulyasiyası bərk substratda zülal adsorbsiyasının tədqiqində geniş şəkildə tətbiq edilmişdir [152,153]. Biomaterialların tədqiqində o, getdikcə daha qabarıq rol oynamağa başladı. Məsələn, Rutil (110) səthində oliqopeptid, Arg-Gly-Asp (RGD) tripeptidləri, fibronektin və HSA adsorbsiya davranışı Amber qüvvə sahəsi [154,155] və Charmm qüvvə sahəsi [156] əsasında MD tərəfindən tədqiq edilmişdir. Karbon nanoborunun səthində adsorbsiya prosesində HSA-nın konformasiya dəyişməsi də Charmm qüvvə sahəsinə əsaslanan MD metodu ilə simulyasiya edilir [157]. HSA-nın müxtəlif subdomenləri və sulu və ya susuz qrafit səthləri arasında interaktiv davranışlar [158,159] və müəyyən oliqopeptidlərin kvars səthlərində adsorbsiya davranışı MD tərəfindən CVFF qüvvə sahəsinə [160] əsaslanaraq qiymətləndirilmişdir.

Eyni zamanda, zülal və Ca-P arasındakı qarşılıqlı əlaqəyə dair çoxlu MD işi aparılmışdır. HA (001) səthində müxtəlif oriyentasiyalı və BMP-7 adsorbsiyasına malik III tip fibronektin üçün Charmm qüvvəsi sahəsinə əsaslanan simulyasiyalar göstərdi ki, elektrostatik enerji yüklənmiş –COO – və –NH-nin qarşılıqlı təsirində dominant rol oynayır.3 + HA səthi ilə qarşılıqlı təsir göstərən ən güclü qruplardır [106,107]. HA səthində poliakril turşusunun adsorbsiyasının CVFF qüvvə sahəsinə əsaslanan simulyasiyaları göstərdi ki, HA və poliakrilik turşu arasında xelasiya və hidrogen bağının formalaşması üçün potensial yerlər HA-nın məruz qalmış səthindən asılıdır. COO - qrupu kalsium atomlarına güclü şəkildə bağlıdır və COOH qrupundan [161,162] HA minerallaşması üçün daha görkəmli bir yerdir. Kollagen zülalında Hyp-Pro-Gly tri-peptid və HA səthləri arasında qarşılıqlı təsirin Amber qüvvəsi sahəsində əsaslı simulyasiyası göstərdi ki, bu tri-peptid əsasən HA (001) müstəvisi ilə deyil, HA (1 0) ilə qarşılıqlı təsir göstərir. adsorbsiya enerjisinin nəticələri təbii sümükdə (1 0) səthin üstünlüklü olaraq kollagen matrisindən böyüdüyü təcrübə ilə uyğundur [163-165]. Gly və Glu amin turşularının HA səthində adsorbsiyası qarışıq BHM və Lennard_Jones güc sahəsinə əsaslanaraq MD tərəfindən tədqiq edilmişdir. Onun nəticələri göstərdi ki, amin turşuları HA (001) və (100) səthlərində adsorbsiya olunub, müsbət amin qrupları boş kalsium yerlərini, mənfi karboksilat qrupları isə boş P və ya OH yerlərini tutaraq dəqiqliklə nizamlı adsorbsiya qatı Glu əmələ gətirir. HA (001) səthinə güclü şəkildə adsorbsiyaya üstünlük verdilər ki, bu da lövhəşəkilli HA-nın əmələ gəlməsi ilə nəticələndi. Bununla belə, Gly bu iki HA səthi arasında əhəmiyyətli dərəcədə üstünlüklü adsorbsiya göstərməmişdir [151]. Bundan əlavə, BSP-nin HA-nın nüvələşməsini necə təşviq etməsi məsələsi, BSP-də müxtəlif konformasiya peptidləri və sulu məhlulda Ca/P ionları arasında qarşılıqlı əlaqəni simulyasiya edən Charmm qüvvə sahəsinə əsaslanan MD simulyasiyası ilə də araşdırıldı. Nəticələr göstərdi ki, α-spiral konformasiyaya malik peptidin səthi ətrafında Ca 2+ bərabərtərəfli üçbucağı əmələ gəlib və bu, HA kristalının (001) səthində Ca 2+ paylanmasına uyğun gəlir. Göstərirdi ki, yüksək dərəcədə qorunan bitişik Glu ardıcıllıqları nüvələşən domenlər olmalıdır [146].

MD simulyasiyası bir çox tədqiqat sahələrində istifadə olunsa da, nəticələri təcrübələrə tətbiq edərkən MD hesablamalarının məhdudluğunu qeyd etməliyik. Zaman və məkanın simulyasiya miqyası kompüter gücünün məhdudlaşdırılması üçün real mühitlərə uyğun ola bilməz. Bundan əlavə, kvant mexanikası əsasında hesablanmış güc sahələrinin parametrləri ilə praktiki nəticələr arasında fərqlər də mövcud olmuşdur. Beləliklə, hesablama nəticələri ilə eksperimental məlumatlar arasında hələ də uyğunsuzluq dərəcəsi var. Buna baxmayaraq, ümumi tendensiya və atom səviyyəsində ətraflı məlumat adsorbsiya hadisələrini proqnozlaşdırmaq və izah etmək üçün faydalıdır və simulyasiya nəticələri dəqiq nəticələr olmasa da, eksperimental sınaqları daraltmaq və ya təhlil xərclərini azaltmaq üçün kifayətdir.

4. Ca-P olmayan keramika üzərində zülal adsorbsiya

Ca-P keramikadan başqa, Ca-P olmayan keramikalarda zülal adsorbsiya daha mürəkkəbdir, çünki adsorbent substratlar qeyri-müəyyəndir [166,167]. Ca-P keramikadan fərqli olaraq, Ca-P olmayan keramika səthinin fiziki və kimyəvi xüsusiyyətləri fərqlidir və onlar zülal adsorbsiyasına daha həssasdırlar [168].

Protein adsorbsiyasına bir çox amillər təsir edə bilər. Ca-P olmayan keramikalarda dominant amillər fərqlidir. Bununla belə, zülalların adsorbsiyası ilk növbədə üç kateqoriya ilə müəyyən edilir: zülalların xassələri [169,170], substratların və mühitlərin xüsusiyyətləri [171-173] və zülal-substrat qarşılıqlı təsiri [37,174-177]. Şəkil 5-də zülal adsorbsiyasına təsir edən amillərin sxemi göstərilir.

Şəkil 5. Zülalların adsorbsiyasına təsir edən amillər.

4.1. Zülallardan təsir edən amillər

Materialların xassələri onların adsorbsiya yaxınlığına qərar vermək üçün təbii xüsusiyyətlərdir [178,179]. Adsorbsiya fenomeni, ilk növbədə, adsorbent zülalların təbiətindən çox təsirlənir. Norde və Anusiem [180] zülalları “bərk” və “yumşaq” zülallar olmaqla iki sinfə ayırdı. 'Sərt' zülallar adsorbsiya prosesinə yalnız kiçik töhfələr verən güclü daxili uyğunluq və struktur yenidən qurulmalara malikdir. Bu zülallar hidrofobik səthlərə adsorbsiya olunmağa üstünlük verirlər, halbuki onlar elektrostatik cəlb olunduqda hidrofilik səthlərdə də adsorbsiya oluna bilirlər [181,182]. Struktur sabitliyi daha aşağı olan "yumşaq" zülallar daha sərt şəraitdə belə adsorbsiya edilə bilər. Məsələn, hidrofilik, elektrostatik olaraq itələyici səthlərdə bu zülallar da strukturlarının yenidən qurulması nəticəsində adsorbsiya üçün böyük hərəkətverici qüvvə nümayiş etdirirlər [183]. Bu baxımdan məşhur “Vroman effekti” [184-186] da zülalların xassələrinin onların adsorbsiyasına böyük dərəcədə qərar verə biləcəyini dəstəkləyir. Yəni eyni adsorbent səthdə zülalın təbii xüsusiyyəti adsorbsiya üçün kritik amillər ola bilər.

Jachimska & Pajor [187] tərəfindən aparılan bir araşdırma təmas bucağının bərk səthdə zülal adsorbsiya dərəcəsinə çox həssas olduğunu müşahidə etdi. Maksimum təmas bucağı BSA və slyuda əks yükləndikdə müşahidə edildi. Onlar həmçinin BSA-nın yüksək müsbət zeta potensialının daha yüksək təmas bucağı ilə əlaqəli olduğunu müşahidə etdilər. Daha yüksək müsbət zeta potensialında BSA daha yüksək bağlanma yaxınlığı nümayiş etdirdi. Bu, hidrofobik səthin zülal-adsorbsiyaya daha yaxşı yaxınlıq göstərməsi fikri ilə razılaşır [188,189]. Jachimska həmçinin müşahidə etdi ki, BSA-nın təsirli zeta potensialı mənfi olduqda belə, zəif hidrofobik xüsusiyyətlər göstərir, müəyyən miqdarda BSA da adsorbsiya edilmişdir. Bu fenomen BSA molekulları arasında yükün heterojen paylanmasından qaynaqlana bilər. BSA molekulu üzrə yükün paylanması heterojen olduğundan və müsbət və mənfi qrafikləri ehtiva etdiyindən, müsbət diaqramlar adsorbsiyaya kömək etmək üçün effektiv birləşmə sahəsi olacaqdır.

4.2. Substratlardan və mediadan təsir edən amillər

Adsorbent substratların və medianın fiziki-kimyəvi xüsusiyyətləri zülal bağlama qabiliyyətinə cavabdeh olan amillərin digər kateqoriyasıdır. Adsorbentlərdən bir çox təsir faktorları, məsələn, kimyəvi tərkibi [190], həll edilmə davranışı və ya pH [79,191-193], kristallaşma dərəcəsi [194], mikrostruktur, hidrofobiklik [195-198], ζ-potensial [199] nəzərə alınmalıdır. ], səthin pürüzlülüyü [200–202] səthin reaktivliyi [203] və s.

Aydındır ki, müxtəlif növ adsorbent substratlar zülal-adsorbsiya nəticələrinə böyük təsir göstərəcək. Rosengren-dən araşdırmada və b. [204], yalnız Lanthanun və Tantal tərkibinə görə fərqlənən iki bioaktiv şüşə keramika, RKKP və AP40, osteogenik siçovullara implantasiya edildikdə osteointeqrativ qabiliyyətdə böyük fərqlər göstərmişdir [205,206]. Onların araşdırması göstərir ki, iki materialın təqdim etdiyi osteointeqrativ qabiliyyətin fərqləri, iki materialın ya fərqli zülal dəstlərini, ya da ev sahibi reaksiyasını aktivləşdirə və ya yatıra bilən müxtəlif miqdarda xüsusi zülalları cəlb etməsidir. Van Oss və b. [207] müxtəlif qeyri-üzvi oksid səthlərində albumin adsorbsiyasına dair araşdırmalar təqdim etdi. HSA-nın SiO üzərində adsorbsiyasını müqayisə etdilər2, SnO2 və ZrO2, və müvafiq nəticələr göstərdi ki, HSA-nın adsorbsiyası SiO-da 500,8 μg m 2 təşkil edir.2 səthi, SnO-da isə 968,2 μg m 2 və 1157,9 μg m 2 idi.2 və ZrO2 müvafiq olaraq səth. SiO2 kifayət qədər hidrofilik idi və daha yüksək mənfi yük daşıyır, həm hidrofillik, həm də güclü mənfi ζ-potensial silisium səthlərinin neytral pH-da adsorbsiya edilmiş zülallar tərəfindən dəf edilməsi ilə nəticələndi. Rosengren və b. [204] müxtəlif materiallarda adsorbsiya olunan plazma zülallarının miqdarının çox fərqli ola biləcəyini aşkar etdi. Eyni adsorbsiya olunmuş müalicədən sonra bağlanan plazmalar hidroksiapatitdə 0,42 mq m −2, sirkoniyada 0,22 mq m −2 və alüminium oksidində 0,20 mq m −2 olmuşdur. Bundan əlavə, materialların müxtəlif formaları da adsorbsiyaya təsir göstərir, məs. sıx, bərk boşqab, məsaməli struktur və ya toz çökmələri və s.

Hidrofobik səth zülal birləşməsini təşviq etmək üçün idealdır. Tanaka və b. [208] və Ceyachandran və b. [209] müşahidə etdi ki, BSA hidrofilik səthlərdən daha çox hidrofobik səthlərə adsorblanır. Onların hesabatına görə, BSA molekulları ilə səth arasında elektrostatik cazibə və ya itələmə qüvvəsi zülalın adsorbsiya davranışının müəyyən edilməsində əsas rol oynamır.

Demaneche və b. [210] slyuda səthinə BSA adsorbsiyasını tədqiq edərək, BSA protein-adsorbsiya nümunələrinin pH-ın bir funksiyası olduğunu müşahidə etdi. Bergers və b. [211] həmçinin zülalın adsorbsiyasının pH-həssas olduğunu ortaya qoydu. Onlar zülalların adsorbsiyası prosesində elektrostatikanın rolunu və pH effektini öyrənmişlər və nəticədə müşahidə edilmişdir ki, aşağı ion gücündə bir sıra model zülallar inkubasiya mühitinin pH-ına cavabdehdir. Bu pH asılılığı zülalın orta müsbət yükü ilə əlaqələndirilə bilər.

Bəzi əvvəlki araşdırmalara görə, Ca-P keramika və qeyri-Ca-P keramika üzərində zülal bağlama qabiliyyəti fərqlidir. Məsələn, bioaktiv şüşə yalnız az miqdarda və ya bir neçə növ zülal qəbul edə bilər.Bunun əksinə olaraq, Ca-P keramikasında daha çox zülal və daha çox miqdarda adsorbsiya oluna bilər [86,212-214]. Müvafiq olaraq, sümüyə bənzər apatitin çökməsinin sümük bərpasının sürətlənməsinə cavabdeh olan amillərdən biri olduğu təsdiqləndi. Buna görə də, tədqiqatçılar zülal adsorbsiyasını və hüceyrə əlavəsini yaxşılaşdırmaq üçün biokeramikanın səth xüsusiyyətlərini dəyişdirməyə çalışdılar. Apatit təbəqəsinin əvvəlcədən əmələ gəlməsi üstünlük təşkil edən fikirdir [215,216]. Biomimetik və plazma püskürtmə üsulları keramika səthində hidroksiapatit təbəqəsini hazırlamaq üçün istifadə olunan iki məşhur üsuldur [217-219]. Biomimetik texnika, səthdə apatit təbəqəsi yaratmaq üçün simulyasiya edilmiş bədən mayesinin (SBF) içərisindəki substratları müalicə edir. Bu üsulların hər ikisi zülalların adsorbsiyasını və hüceyrə birləşməsini təşviq etmək üçün yaxşı nəticələr göstərmişdir.

4.3. Protein-adsorbent substratın qarşılıqlı təsiri

Protein adsorbsiyası zamanı biokeramika tək işləmir. Zülallar isə zülal-adsorbsiya prosesinin müəyyən edilməsində mühüm rol oynayır [220]. Zülal-adsorbent substratın qarşılıqlı təsir mexanizmi geniş şəkildə tədqiq edilmişdir. Müəyyən edilmişdir ki, əksər zülallar neytral pH mühitində hidrofilik səthlərə yaxınlaşdıqda makromiqyaslı itələməyə məruz qalsalar da, onlar həm də müxtəlif ərazilərdə lokal mikro miqyaslı cazibəyə məruz qalırlar, hidrofilik səthlər plurivalent kationlar tərəfindən idarə olunur. bu saytlar. Bəzi tədqiqatlar müəyyən etdi ki, kation mübadiləsi (məsələn, biokeramika Ca 2+ və La 3+ ionları ilə işlənir) mənfi yüklü səthi daha hidrofobik edə bilər və bununla da müxtəlif zülalların adsorbsiyasını güclü şəkildə təşviq edir.

Biokeramika səthində hidrofillik və hidrofobiklik bir-birinə yaxın olduqda, hidrofobik təsir zülalların adsorbsiyasında mühüm rol oynamır. Keramika və zülallar arasında elektrostatik qarşılıqlı təsirlər dominant rol oynaya bilər. Beurer işində təqdim olunan zülalların adsorbsiya nəticələrindən və b. [221] və Wierenga və b. [222], belə nəticəyə gəlmək olar ki, adsorbsiya edilmiş zülalın miqdarı zülal və keramika səthinin xalis yükünə güclü şəkildə uyğun gəlir. Rezvan və b. [220] lizozim və BCA-nın silisium oksidi və AlOOH ilə örtülmüş silisium hissəcikləri üzərində adsorbsiyasını tədqiq etdi, burada örtülməmiş və AlOOH ilə örtülmüş silisium hissəcikləri mənfi və müsbət yüklü oksid səthlərini təmsil edir. Məlum olub ki, eyni pH-da (pH 7-də) oksid səthinə əks yüklü bir zülal daha yüksək miqdarda adsorbsiya olunub. Bunun əksinə olaraq, eyni yüklü zülallar oksid səthində adsorbsiya etmədi və ya çox az miqdarda. Absorbsiya prosesində yüklü amin turşusu yan zəncirləri olan zülallar zülalların adsorbsiyasında mühüm rol oynaya bilən itələyici və cəlbedici kulon qarşılıqlı təsirləri ilə qarşılaşa bilər.

Van Oss və b. [207] plurivalent kation tərkibli hissəcik məhlulunda diskret kationik yerləri və elektrostatik qarşılıqlı təsirləri tədqiq etmişdir. Na ilə yuyulduğunu müşahidə etdilər2EDTA qeyri-üzvi hissəciklərin səthindən zülalları desorbsiya edə bilir. Na2EDTA plurivalent kationların olması səbəbindən yerli artıq müsbət yüklü bir çox diskret sahələrdən ibarətdir. Bu yerli müsbət yüklü sahələr mənfi yüklü zülalları təkcə elektrostatik cazibə ilə deyil, həm də elektron donorları olan zülallara bağlanacaq elektron qəbulediciləri olduqları üçün cəlb edirlər.

5. Çox proteinli rəqabət adsorbsiya və Vroman effekti

Biokeramikaya zülal adsorbsiyasının digər maraqlı cəhəti eyni adsorbent səthində iki və ya daha çox zülal arasında rəqabət adsorbsiyasıdır [223-225]. Leo Vroman əvvəlcə fibrinogenin qan plazmasından tantal səthlərinə üstünlük verdiyini müşahidə etdi. Bundan sonra bir çox tədqiqatçılar bu hadisəni tapıb sübut etdilər [186,226]. Bu cür çox zülal adsorbsiya fenomeni nəhayət “Vroman effekti” adlanır. Vroman effekti təsvir edir ki, qarışıq zülal sistemində zülal adsorbsiya adətən bir sıra adsorbsiya-yerdəyişmə mərhələlərini əhatə edir, burada aşağı molekulyar çəkiyə malik zülallar əvvəlcə səthdə adsorbsiya edilir, sonra isə nisbətən daha yüksək molekulyar çəkiyə malik olan zülallar tərəfindən yerdəyişdirilir. 227,228]. Məsələn, bəzi tədqiqatçılar [186] tapdılar ki, kininogenin yüksək molekulyar çəkisi fibrinogenin aşağı molekulyar çəkisini sıxışdıracaq. Bununla belə, insan serum albumini kimi bəzi zülalların hidrofobik səthlərdə yerdəyişməyə nisbətən davamlı olduğu müşahidə edilir.

Zülalların rəqabətli adsorbsiyası konsentrasiyalardan və rəqabət aparan komponentlərdən çox asılıdır [223,226]. Brash və Lyman [229] zülal adsorbsiyasının zülal konsentrasiyası ilə düz mütənasib olduğunu nümayiş etdirdilər. Hyeran Noh və b. [230,231] ayırma və kəmiyyət ölçmə vasitəsi kimi SDS-gel elektroforezindən istifadə edərək çoxlu protein adsorbsiyasını ölçmək üçün standart tükənmə metodunu həyata keçirdi. Onlar eyni hidrofobik adsorbent səthində zülalların rəqabətli adsorbsiya davranışını müşahidə etdilər və bununla da zülal ölçüsünün dəyişməsinin (əsasən zülalların molekulyar çəkisi) zülal-adsorbsiya kinetikasına təsir etdiyi qənaətinə gəldilər. Bundan əlavə, görünür ki, Vroman effekti, ən azı qismən, zülal biokimyası və ya zülal-adsorbsiya kinetikası ilə əlaqəli olmayan sırf fiziki proseslə bağlıdır.

Əslində, zülalların rəqabətədavamlı adsorbsiyası canlı orqanizmdəki vəziyyət üçün daha realdır. Bununla belə, indiki vaxtda Vroman effekti görünən bir fenomendir, lakin bu proseslə bağlı əsas molekulyar mexanizmlər hələ yaxşı tədqiq edilməmişdir.

6. Nəticələr

Protein adsorbsiyaları olduqca mürəkkəb məsələlərdir və adsorbsiyanın təbiəti ilə bağlı mexanizmlərin daha çox araşdırılması tələb olunur. Xüsusilə regenerativ təbabətin tələbi ilə biokeramika səthində adsorbsiya olunmuş zülalların, məsələn, adsorbsiya olunmuş zülal növlərinin, zülal konformasiyası və zülal-zülal qarşılıqlı təsirlərinin tədqiqi üçün daha çox səy göstərilməlidir. Bu faktorlar xüsusi toxumaları fərqləndirmək üçün yapışmış hüceyrələri, xüsusən də kök hüceyrələri qəti şəkildə tənzimləyir. Bundan əlavə, indiyə qədər mövcud və mümkün üsullar və cihazlar yoxdur. Beləliklə, digər mühüm vəzifə adsorbsiya edilmiş zülalları dəqiq təhlil etmək üçün rasional metod və cihazların hazırlanmasıdır.


NƏTİCƏLƏR

Adsorbsiya edilmiş Fn-nin Konformasiyasında Substratdan asılı Dəyişikliklər

Fn müxtəlif təbii və sintetik substratlara adsorbsiya edir və hüceyrə yapışmasına vasitəçilik edir (Klebe və b., 1981). Fn adsorbsiya və hüceyrə yapışması tədqiqatları üçün müntəzəm olaraq istifadə edilən səthlərə bakterial və toxuma mədəniyyəti dərəcəli polistirollar və I tip kollagenlə örtülmüş lövhələr daxildir. Bakterial və ya təmizlənməmiş polistirol (aşağıda B kimi istinad edilir) yüksək hidrofobikdir, halbuki toxuma mədəniyyəti dərəcəli polistirol (T) mənfi yük təqdim etmək və hidrofobikliyi azaltmaq üçün səthlə işlənmişdir. Təmizlənmiş Fn-nin bu sintetik səthlərə adsorbsiyası 125 I-Fn istifadə edərək ölçüldü. Adsorbsiya 10 μg/ml örtük konsentrasiyasına qədər xətti artdı və doyma dəyərlərinə çatdı (Şəkil 1). B və T arasında adsorbsiya edilmiş Fn sıxlığında əhəmiyyətli fərqlər yox idi və bu dəyərlər əvvəlki ölçmələrlə uyğundur (Grinnell və Feld, 1981). 350-400 ng/sm 2 doyma səviyyələri molekulun ölçülərinə əsaslanan bir qatlı örtük yaratmaq üçün lazım olan təxminən Fn miqdarını əks etdirir (Williams və b., 1982). Fn-nin I tip kollagenə (C) bağlanması polistirolların səviyyəsinin təxminən üçdə birində doyur (Şəkil 1). Bu aşağı doyma həddi Fn-nin kollagenin xüsusi domenlərinə bağlanmasını əks etdirir, halbuki substratın digər sahələri Fn-ni bağlamayan kollagen bölgələri tərəfindən bloklanır.

Şək. 1. Müxtəlif substratlar üçün örtük konsentrasiyasının funksiyası kimi Fn adsorbsiya (ortalama ± SD üç ayrı təcrübə dublikatda). Səthlər 30 dəqiqə ərzində müxtəlif konsentrasiyalarda Fn ilə örtülmüş və 30 dəqiqə ərzində 1% BSA ilə bloklanmışdır. 125 I-Fn adsorbsiyası doyma səviyyələri ~10 μg/ml-ə çatana qədər örtük konsentrasiyası ilə xətti artdı.

Zülalların səthlərə adsorbsiyasına çoxsaylı elektrostatik, hidrofobik, hidrogen bağları və van der Waals qarşılıqlı təsirləri daxildir. Fn-nin sintetik polistirollara adsorbsiyası nisbətən qeyri-spesifikdir və bunun səthə nisbətən müxtəlif oriyentasiyalarda Fn molekulları ilə baş verməsi gözlənilir. B və ya T üzərində Fn adsorbsiyası mahiyyət etibarilə geri dönməz olduğundan, bu proses, ehtimal ki, Fn-nin konformasiyasında dəyişiklikləri və ya qismən denaturasiyanı əhatə edir. Çox güman ki, adsorbsiya edilmiş molekulların yalnız bir hissəsi hər hansı xüsusi epitopu antikor bağlaması üçün əlçatan bir vəziyyətdə göstərəcəkdir. Hüceyrə bağlayıcı domeninin məruz qaldığı Fn molekulları üçün bu domenin orta konformasiyası əsas substratın səth xüsusiyyətlərindən (yük və hidrofobiklik) təsir göstərə bilər. Məsələn, α üçün məcburi sahə olduğu üçün5β1 Fn-də integrin həm 9-cu, həm də 10-cu tip III təkrarlarda tanınma sahələrini əhatə edir (Pierschbacher və b., 1981 Aota və b., 1994), çevik bir əlaqə ilə bağlanır (Leahy və b., 1996), bu sahələrin nisbi oriyentasiyası səthin fiziki-kimyəvi xassələri ilə dəyişdirilə bilər.

Fn-də fərqli epitoplar üçün spesifik bir poliklonal və üç mAb istifadə edərək yüklənməmiş, bakterial (B Şəkil 2, açıq dairələr) və yüklü, toxuma mədəniyyəti (T Şəkil 2, qapalı dairələr) polistirollarla adsorbsiyasını müqayisə etmək üçün dəyişdirilmiş ELISA-dan istifadə etdik. HFN7.1 PHSRN sinerjisi və RGD yerləri arasında yerləşən epitopa qarşı yönəldilir (Bowditch). və b., 1991) və hüceyrənin Fn-ə yapışmasını bloklayır (Schoen və b., 1982). 3E1 C-terminal heparin bağlayan sahə ilə reaksiya verir və 4B2 jelatinin bağlanma sahəsinin yaxınlığında bağlanır (Pierschbacher və b., 1981). Şəkil 2-də x oxu Şəkil 1-dəki adsorbsiya profillərinə əsasən adsorbsiya edilmiş Fn miqdarına normallaşdırılıb. Y oxu bağlı anticisim miqdarına mütənasibdir. mAbs 3E1 və 4B2 hər bir antikor üçün 50% doyma bağlanması üçün tələb olunan adsorbsiya edilmiş Fn miqdarında B və T arasında əhəmiyyətli fərqlər göstərmədi. Bu məlumatlar göstərir ki, bu epitoplar bu səthlərə adsorbsiyaya differensial təsir göstərmir. Bunun əksinə olaraq, HFN7.1 üçün T-dəki Fn ilə müqayisədə B-yə adsorbsiya edilmiş Fn üçün eyni miqdarda antikor bağlamaq üçün ~10 dəfə çox Fn tələb olunur. Bu fərq onu göstərir ki, HFN7.1-in Fn-də epitopu üçün orta bağlanma yaxınlığı B-yə adsorbsiya olunan Fn-dən T-də olandan əhəmiyyətli dərəcədə azdır. Biz bağlanma yaxınlıqındakı bu fərqi T-yə adsorbsiya edilmiş Fn ilə müqayisədə B-yə adsorbsiya edilmiş Fn-nin orta konformasiyasındakı fərqi əks etdirmək üçün şərh edirik. Poliklonal antikor da əhəmiyyətli fərqlər nümayiş etdirdi (10- qat) B və T-yə adsorbsiya edilmiş Fn arasında bağlanaraq, adsorbsiya edilmiş Fn-nin konformasiyasındakı dəyişikliklərin HFN7.1 üçün epitopdan kənara çıxdığını göstərir.

Şək. 2. Fn uyğunluğu üçün antikor bağlama analizi. Adsorbsiya edilmiş Fn səthi sıxlığının funksiyası kimi antikorların bağlanması üçün nisbi flüoresan intensivliyi (RFI, orta ± SD n = 3) göstərilir. Müxtəlif anti-Fn antikorları araşdırıldı: HFN7.1, 3E1, 4B2 və Cappel poliklonal antikor. Antikorların bağlanması, Fn səthi sıxlığının logu ilə sigmoid şəkildə artdı. Antikor bağlama profillərində dəyişikliklər bağlama effektivliyindəki dəyişiklikləri təmsil edir və müxtəlif substratlara adsorbsiya edilmiş Fn-nin uyğunlaşmasındakı fərqləri əks etdirir.

Fn üçün daha fizioloji kontekstə doğru bir addım təmin etmək üçün bu antikorların kollagenə bağlı Fn ilə bağlanmasını təhlil etdik (Şəkil 2). HFN7.1 üçün bağlama kinetikası və kollagenə adsorbsiya edilmiş Fn-yə poliklonal antikor (C Şəkil 2, qapalı kvadratlar) hər iki polistirol səthinə adsorbsiya edilmiş Fn ilə bağlanmadan fərqli idi və bağlama T-də Fn ilə bağlanmadan ardıcıl olaraq aşağı idi. Yuxarıda işlənmiş əsaslandırmaya əsasən, biz belə nəticəyə gəlirik ki, kollagenə adsorbsiya edilmiş Fn-nin orta uyğunluğu B və ya T-də olandan fərqlidir. və b., 1981 Schoen və b., 1982), onların C-yə adsorbsiya edilmiş Fn-ə daha aşağı yaxınlıqları kollagenə bağlanma prosesində həll olunan Fn-nin konformasiyasının da dəyişdiyini göstərir. Bu analizdə ola bilər ki, bəzi epitoplar bağlı Fn oriyentasiyasına görə əlçatmazdır. Bununla belə, epitopların substrat tərəfindən maskalanması həm iki antikor (HFN7.1 və poliklonal) üçün müşahidə olunan bağlanma yaxınlıqındakı böyük fərqləri, həm də digər iki antikor (3E1 və 4B2) üçün yaxınlıqdakı kiçik fərqləri izah edə bilməz. Beləliklə, belə nəticəyə gəlirik ki, Fn-nin müxtəlif səthlərə, yüklənməmiş polistirol, mənfi yüklü polistirol və ya kollagenə adsorbsiya edilməsi, adsorbsiya edilmiş Fn-nin uyğunlaşmasında müxtəlif təsirlər yaradır. Bundan əlavə, bu nəticələr Fn-nin bütün sahələrinin molekulun substratla qarşılıqlı təsirindən eyni dərəcədə təsirlənmədiyini göstərir. Nəhayət, müxtəlif səthlərə adsorbsiya edilmiş Fn-nin konformasiyasındakı fərqlər, elektron spin rezonansı (Narasimhan və Lai, 1989), infraqırmızı spektroskopiya (Pitt) daxil olmaqla, biofiziki üsullardan istifadə etməklə müstəqil şəkildə nümayiş etdirilmişdir. və b., 1987), ümumi daxili əks flüoresans (Iwamoto və b., 1985), flüoresan qütbləşmə (Williams və b., 1982) və fırlanan kölgələmə (Qiymət və b., 1982 Erickson və Carrell, 1983), həmçinin antikor bağlama kimi bioloji analizlər (Grinnell və Feld, 1982 Underwood) və b., 1993 Pettit və b., 1994) və hüceyrə yapışma gücü (Iuliano və b., 1993 García və b., 1998a).

Fn Konformasiyasında Varyasyonlar İnteqrin Bağlanmasında Fərqlərə gətirib çıxarır

B, T və C-yə adsorbsiya edilmiş Fn-nin konformasiyasında fərqlər olduğundan və bu fərqlər hüceyrənin bağlanma sahəsində epitopu tanıyan mAb-nin bağlanmasına təsir göstərdiyindən, substratdan asılı olan bu konformasiya dəyişikliklərinin inteqrini dəyişdirməsi mümkündür. adsorbsiya edilmiş Fn ilə bağlanır. Hüceyrə səthlərindəki inteqrinlərin adsorbsiya edilmiş Fn-ə bağlanma sabitlərini ölçmək olduqca çətin olduğundan, biz bağlı α-nın kəmiyyətini araşdırmağı seçdik.5β1, α3β1, və αvβ3Fn ilə örtülmüş səthlərdə örtülmüş hüceyrələr üçün Fn-də hüceyrə bağlayıcı sahə ilə qarşılıqlı əlaqədə olan inteqrinlər (Sonnenberg, 1993). Bu yanaşma, geri çevrilə bilən, hüceyrə keçirməyən reagentdən istifadə etməklə bağlı inteqrinlərin substrata bağlı Fn ilə çarpaz bağlandığı çarpaz əlaqə və ekstraksiya prosedurundan istifadə edir (Şəkil 3A). Adsorbsiya edilmiş Fn-nin yuyucu vasitələrlə ekstraksiyaya davamlı olması faktından istifadə edərək (Grinnell və Feld, 1981 Haas və Culp, 1982), hüceyrə komponentlərinin əsas hissəsi daha sonra qaba və onun tərkibinə bağlı hüceyrədənkənar matrisi geridə qoyaraq 0,1% SDS istifadə edərək ekstraksiya edildi. əlaqəli inteqrinlər. Bağlanmış inteqrinlər çarpaz əlaqənin bərpası ilə bərpa edildi və Western blotlama üsulu ilə ölçüldü. Əvvəlki təcrübələr göstərmişdir ki, ya aktivləşdirmə siqnalı və ya müvafiq substratın olmaması səbəbindən aktivləşdirilməyən səthlə ifadə olunan inteqrinlər hüceyrədənkənar matrislə (Enomoto-Iwamoto) çarpaz əlaqədə ola bilməz. və b., 1993 García və b., 1998b). Qələvi parçalanmadan əvvəl və sonra aparılan immunofluoresan boyama təcrübələri göstərdi ki, bütün aşkar edilə bilən inteqrinlər bütün substratlar üçün çıxarılıb. Ölçmələrimizə əsasən, biz çarpaz bağlı reseptorların >90%-nin bərpa olunacağını gözləyirik.

Şəkil 3. Serumsuz şəraitdə 16 saat ərzində müxtəlif Fn ilə örtülmüş substratlar üzərində örtülmüş IMR-90 fibroblastları üçün inteqrin bağlama analizi. (A) Çarpaz birləşmə və çıxarma prosedurunun sxematik diaqramı. (1) Hüceyrələr Fn ilə örtülmüş substratlar üzərində örtülmüşdür. (2) Bağlanmış inteqrinlər sulfo-BSOCOES-dən istifadə edərək hüceyrədənkənar matrislə çarpaz bağlıdır. (3) Hüceyrə komponentləri, o cümlədən bağlanmamış inteqrinlər, Fn və onun çarpaz bağlı inteqrinlərini geridə qoyaraq, 0,1% SDS istifadə edərək çıxarılır. (4) Çarpaz bağlanma tərsinə çevrilir və inteqrinlər Western blotlama üsulu ilə bərpa edilir və kəmiyyəti müəyyən edilir. (B) İnteqrin alt bölmələri üçün təmsilçi Qərb ləkələri (α3, α5, αv, β1, və β3). Ləkələr C, T və B üçün həll olunan fraksiyaları (+) və çarpaz bağlı fraksiyaları göstərir. β üçün1, hər bir substrat üçün həll olunan fraksiyalar (sc, st və sb) hüceyrə nömrələrini normallaşdırmaq və iki zolaq göstərmək üçün istifadə edilmişdir: səthdə ifadə edilmiş inteqrin (yavaş) və hüceyrədaxili inteqrin xəbərçisi (sürətli).

IMR-90 insan fibroblastları zərdabsız şəraitdə müxtəlif Fn ilə örtülmüş substratlar üzərində 16 saat ərzində örtülmüşdür. Bu hüceyrələr bu eksperimental şəraitdə sabit səviyyələrdə inteqrin ifadə etdikləri üçün seçilmişdir. Həll olunan və çarpaz bağlı inteqrin fraksiyaları çıxarıldı, Western blotting ilə təhlil edildi və flüoresan görüntüləmə ilə kəmiyyəti müəyyən edildi. Substratlar arasında çıxarılan hüceyrələrin sayındakı fərqləri normallaşdırmaq üçün həll olunan fraksiyalar (inteqrinlərin ümumi hüceyrə hovuzunun ~ 80-90%) istifadə edilmişdir. Bu biokimyəvi üsul müxtəlif substratlara adsorbsiya edilmiş Fn ilə inteqrin bağlanmasında fərqlər göstərdi (Şəkil 3B). Bağlanmış inteqrinlərin kəmiyyəti (üç müstəqil təcrübə Cədvəl 1) α üçün substratlar arasında əhəmiyyətli fərqlər aşkar etdi.5 (p < 0,006) və β1 (p < 0.05), halbuki α üçün heç bir fərq aşkar edilməmişdirv(p < 0,24) və ya β3 (p < 0,83). α3yalnız həll olunan fraksiyalarda aşkar edilmişdir. Cütlü müqayisələr α-da əhəmiyyətli fərqlər göstərdi5 B və C (p < 0,007) və B və T (p < 0,04) arasında və β-da bağlanma1B və C arasında bağlanma (p < 0,05).

Cədvəl 1. Şəkil 3-də göstərildiyi kimi 16 saat ərzində Fn örtüklü B, T və C üzərində örtülmüş IMR-90 fibroblastları üçün çarpaz bağlı inteqrin alt bölmələrinin nisbi səviyyələri

Nisbi səviyyələr flüoresan substratlar və Fırtına təsvir cihazından istifadə etməklə ölçüldü. Üç ayrı təcrübədən əldə edilən məlumatlar göstərilir (ortalama ± SD). Substratlar arasında statistik əhəmiyyət ANOVA və ikili müqayisələrdən istifadə edərək qiymətləndirilmişdir.



Şərhlər:

  1. Chicahua

    Cavab ayırmaq

  2. Lay

    Daha yaxşı mümkünsüz!

  3. Pepperell

    Thank you, the post is truly sensible and to the point, there is something to learn.

  4. Kelwin

    Burada nə deyəcəyimi də bilmirəm.

  5. Dulmaran

    The post made me think, I left to think a lot ...

  6. Malloy

    Bravo, the admirable idea and it is timely



Mesaj yazmaq