Amelotin蛋白调控下的磷酸钙晶面生长与相变动力学及蛋白-矿物结合自由能的单分子力谱研究

发布时间：2024-05-13 03:54

　　生物矿化描述的是在生物体内外的有机分子控制下形成无机矿物的过程。此生物矿化过程为跨学科研究领域,覆盖农业、环境、医学和晶体材料科学等。从化学本质上来说,生物矿化过程主要是有机生物大/小分子与无机矿物之间的相互作用和反应。因此,无机矿物的形成机制以及有机分子在矿化过程中的调控机制研究显得尤为重要。根据不同生物分子的化学组成和结构,生物分子调控下的生物矿物在结构、组成和形貌等方面也是多种多样的。目前,对于最早期的成核阶段和成核后的晶面生长动力学过程、有机分子与矿物晶核或专一性晶面的相互作用研究仍然不足,这主要是由于缺乏原位研究手段。在本项研究中,借助了最新的原位成像技术在纳米尺度上观测无机矿物磷酸钙在有机分子作用下的生长动力学和相变过程。磷酸钙作为最常见的生物矿物,可以形成多种生物硬组织(动物的骨和牙及植物的毛状体)。同时,磷酸钙的矿化对生物/地质环境中的钙和磷以及重金属的转运同样起到了控制作用。在磷酸钙结晶过程中,有机分子Amelotin(AMTN)是新发现的一种能够促进磷酸钙结晶的蛋白。因此,在实验室条件下合成了磷酸钙(无定形磷酸钙和二水磷酸氢钙等),并利用大肠杆菌合成重组AMTN蛋白...

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图1-1生物矿化和环境的关系

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图1-4生物控制矿化的调节水平

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本文编号：3972341