Súhra medzi srvátkovými proteínovými vláknami s uhlíkovými nanorúrkami alebo uhlíkovými nano-cibuľami, časť 3

Sekundárne štruktúry proteínov boli hlavne vo forme - helixu, - foldu, - turnu a náhodných zvitkov. WPI fibrily pozostávali zo sekundárnych proteínových štruktúr.

Alfa helix je špeciálna špirálovitá štruktúra v molekulách DNA, ktorá môže uchovávať genetickú informáciu v našom tele. Pamäť je veľmi dôležitá kognitívna schopnosť v ľudskom mozgu, ktorá určuje, čo si môžeme zapamätať a zabudnúť.

Nedávne štúdie však ukázali, že stále existuje určitá korelácia medzi alfa helixom a pamäťou. Vedci zistili, že v zdravom ľudskom tele existuje určitý vzťah medzi obsahom alfa helixu a kvalitou pamäte. konkrétne:

Po prvé, veľké množstvo štúdií ukázalo, že obsah alfa helixu môže ovplyvniť ľudský imunitný systém, a tým zlepšiť zdravie tela. Syntéze a stabilite alfa helixu v našom tele môže zároveň pomôcť aj primeraná výživa a pohyb.

Po druhé, genetická informácia prenášaná v alfa helixe je tiež zdrojom našej pamäte. Ďalší výskum ukazuje, že so zvyšujúcim sa obsahom alfa helixu v tele sa zodpovedajúcim spôsobom zlepší aj naša pamäť. Tento jav môže byť spôsobený tým, že genetická informácia v alfa helixe môže urýchliť metabolizmus a prenos nervových signálov v ľudskom mozgu, a tým zlepšiť našu pamäť a schopnosť učiť sa.

Nakoniec, niektoré štúdie tiež ukázali, že alfa helix môže ovplyvniť emocionálny a psychický stav nášho tela. Najmä v prípade chronického stresu majú ľudia s nedostatočnými alfa helixmi tendenciu pociťovať úzkosť a nervozitu, pričom sa očakáva, že bohaté alfa helixy túto zmenu nálady zmiernia.

Stručne povedané, alfa helixy úzko súvisia s pamäťou. Môžu ovplyvniť nielen naše fyzické zdravie, ale aj priamo alebo nepriamo ovplyvniť naše poznanie, emócie a psychický stav. Preto by sme sa mali zamerať na udržiavanie zdravých stravovacích a pohybových návykov v našom každodennom živote, ako aj na aktívne cvičenie mozgu, aby sme zlepšili našu syntézu alfa helixu a pamäťové schopnosti. Je vidieť, že musíme zlepšiť našu pamäť a Cistanche deserticola môže výrazne zlepšiť našu pamäť, pretože Cistanche deserticola má antioxidačné, protizápalové účinky a účinky proti starnutiu, čo môže pomôcť znížiť oxidačné a zápalové reakcie v mozgu, čím chráni zdravie nervového systému. Okrem toho môže Cistanche deserticola tiež podporovať rast a opravu nervových buniek, čím zvyšuje konektivitu a funkciu neurónových sietí. Tieto účinky môžu pomôcť zlepšiť pamäť, schopnosť učenia a rýchlosť myslenia a môžu tiež zabrániť výskytu kognitívnej dysfunkcie a neurodegeneratívnych ochorení.

Kliknite na vedieť doplnky na zlepšenie pamäte

Pre fibrily WPI – CNT sa naťahovací vibračný vrchol pásma amidu I významne nezmenil so zvýšením CNT, čo odhalilo, že sekundárna štruktúra fibríl WPI nie je ovplyvnená pridaním viacerých CNT.

Pre fibrily WPI – CNO (obrázok 5b) s dodatočným obsahom CNO sa napínacie vibračné maximum pásma amidu I zmenilo výraznejšie, čo znamená, že CNO mali veľký vplyv na sekundárnu štruktúru fibríl WPI.

V porovnaní s obrázkom 5a a obrázkom 5b mali CNO silnejšie interakcie s vláknami WPI a zmenili sa výraznejšie z hľadiska sekundárnej štruktúry proteínu ako CNT.

CNT a CNO mali vrstvenú grafitovú štruktúru a ich difrakčné píky boli podobné. Normálne boli difrakčné píky pri 2θ=26,6◦ a 44,1◦, zodpovedajúce charakteristickým píkov grafitu pri (002) a (101), v tomto poradí. Na obrázku 6 kompozity vykazovali proteínové difrakčné píky blízko difrakčných uhlov 2θ=9◦ a 19◦.

Na obrázku 6a boli pre vlákna WPI-CNT difrakčné píky CNT veľmi slabé. Dôvodom mohlo byť, že väčšina CNT bola obalená vláknami WPI. V XRD WPI fibril-CNOs (obrázok 6b) boli difrakčné píky CNO v grafitovej vrstve zreteľnejšie ako tie vo WPI fibril-CNT. Predpokladalo sa, že niektoré CNO nemusia byť úplne pokryté vláknami WPI.

Ramanova spektroskopia je užitočný nedeštruktívny nástroj, ktorý možno použiť na štúdium štruktúr uhlíkových nanomateriálov [81]. Obrázok 7 predstavuje Ramanove spektrá CNT, WPI fibril-CNT, CNO a WPI fibril-CNO. Vrcholy mali slabšiu intenzitu po kompozitnom procese, pretože koncentrácie CNT a CNO v kompozite boli nižšie.

Všetky štyri vzorky vykazovali dva hlavné D pásy (okolo 1310 cm-1) a G pás (okolo 1560 cm-1) vrcholy v rozsahu 1100 až 2000 cm-1. Pás D predstavuje rôzne defekty v grafitických vrstvách, ako sú poruchy vrstvenia medzi susednými grafitickými vrstvami, okrajové defekty a atómové defekty v jednotlivých grafitových vrstvách [82].

G bandis v dôsledku vibrácií sp2 grafitického uhlíka v rovine. Vo vysoko orientovanom pyrolytickom grafite (HOPG) s nárastom defektu v grafitických materiáloch sa D-pás stáva intenzívnejším [83].

Pomer intenzity D a G pásov (ID/IG) môže byť použitý ako miera stupňa poruchy v uhlíkatých materiáloch. V ideálnom grafitenanomateriáli je pás D slabší a pás G je silnejší a ostrejší, čo naznačuje vyšší stupeň usporiadania na veľké vzdialenosti a nižšiu hladinu nečistôt [84]. Zo spektrálnych CNT a WPI fibril-CNT bol D pás 1322,73 cm-1 a G pás bol 1565,77 cm-1.

Bolo jasné, že ID/IG v CNT (ID/IG CNT=0 0,49) bolo menšie ako vo fibrilách WPI – CNT (ID/IG WPI fibrilách – CNT=0 0,79).

To naznačuje existenciu viacerých defektov vo vzorke WPI fibril-CNT, zatiaľ čo pre CNO a WPI fibril-CNOs bol D pás na 1307,64 cm-1 a G pás bol na 1554,10 cm-1.

ID/IG pre CNO (ID/IG CNOs=2.39) bolo väčšie ako pre WPI fibrily – CNO (ID/IG WPI fibrily – CNOs=2.14), čo znamená, že na rozdiel od CNT, po hybridizácii bolo menej defektov vo fibrilách WPI – CNO.

Niektoré chybné grafitové vrstvy v CNO môžu byť odstránené. Pri porovnaní medzi CNT a CNO sme zistili, že ID/IG v CNT bolo menšie ako v CNO, čo naznačuje existenciu viacerých defektov v CNO ako v CNT. Obrázky HR-TEM ukázali, že niektoré grafitové škrupiny v CNO neboli úplne uzavreté, čo podporuje existenciu viacerých defektov.

Obrázok 8 ukazuje TG grafy WPI fibril-CNT a WPI fibril-CNO. Vo všeobecnosti vykazovali dosť podobné trendy. V celom teplotnom rozsahu boli tri fázy chudnutia. Prvý stupeň nastal pri teplotách 230~320 ◦C (asi 30 % hmotn.), druhý úbytok hmotnosti nastal pri teplotách 320~520 ◦C (asi 20 % hmotn.) a tretí bol pri teplotách 520~650 °C. ◦C (približne 35 % hmotn. pre vlákna WPI – CNT a 47 % hmotn. WPIfibril – CNO).

Prvý stupeň úbytku hmotnosti bol spôsobený najmä spaľovaním WPIfibríl, druhý stupeň pravdepodobne zodpovedal spaľovaniu kompozitov WPIfibril-CNT alebo WPI fibril-CNO a tretí stupeň bol spojený so spaľovaním CNT alebo CNO. Výsledky TG ukázali, že v kompozitoch fibríl WPI s CNT (alebo CNO) boli tri fázy.

Po hydrotermálnej syntéze sa vytvorila nová fáza pre fibrily WPI-CNT alebo fibrily WPI-CNOs. Tepelná stabilita novej kompozitnej fázy bola medzi jednotlivými vláknami WPI a CNT (alebo CNO).

4. Závery

WPI fibrily – CNT a WPI fibrily – CNO boli pripravené hydrotermálnou syntézou. WPI fibrily s CNT alebo CNO tvorili jednotné gély a filmy. CNT a CNO skrátili fibrily WPI a vytvorili malé zhluky vlákien WPI. FTIR spektrá ukázali, že CNT aj CNO interagovali s fibrilami WPI a ďalej ovplyvňovali sekundárnu štruktúru fibríl WPI.

Analýza XRD odhalila, že väčšina CNT bola zabalená do vlákien WPI, zatiaľ čo CNO boli čiastočne zabalené do vlákien WPI. HR-TEM zobrazovanie a Ramanspektroskopia ukázali, že úroveň grafitizácie pre CNT bola vyššia ako pre CNO. Po hybridizácii s fibrilami WPI sa v CNT vytvorilo viac defektov, avšak niektoré pôvodné defekty boli v CNO zamietnuté.

Výsledky TG ukázali, že sa vytvorila nová fáza WPI fibríl – CNT alebo CNO. Tento výskum zistil, že CNT a CNO môžu degradovať fibrily WPI, čo môže mať významný výskumný potenciál pri liečbe chorôb, ako je fibróza pľúc a pečene, Parkinsonova choroba alebo Alzheimerova choroba. choroba.

Na druhej strane, CNT a CNO bolo možné modifikovať pomocou vlákien WPI, aby sa zvýšila ich biokompatibilita a znížila ich cytotoxicita. Okrem toho môžu byť hydrogély zložené z vlákien WPI s CNT (alebo CNO) novými materiálmi s aplikáciami v medicíne alebo iných oblastiach.

Autorské príspevky: Správa projektu, LG; príprava písomnej predlohy, NK, BZ a JH; písanie-recenzovanie a úprava, NK a BZ; získavanie financií, BZ a JP Všetci autori si prečítali publikovanú verziu rukopisu a súhlasili s ňou.

Financovanie: Tento výskum bol finančne podporený Programom aplikovaného základného výskumu provincie Shanxi (201901D211033) a Programmi vedeckej a technickej inovácie inštitúcií vyššieho vzdelávania v Shanxi (2019L0641).

Vyhlásenie inštitucionálnej revíznej rady: Všetci pacienti zapojení do tejto štúdie dali svoj informovaný súhlas. Získal sa súhlas inštitucionálnej revíznej komisie pre našu štúdiu. Vyhlásenie informovaného súhlasu: Neuplatňuje sa.

Vyhlásenie o dostupnosti údajov: Všetky údaje, modely alebo kód vygenerované alebo použité počas štúdie sú dostupné v úložisku alebo online prostredníctvom zásad uchovávania údajov donorov. Konflikty záujmov: Autori nevyhlasujú žiadny konflikt záujmov.

Referencie

1. Joehnke, MS; Lametsch, R.; Sørensen, JC Zlepšená in vitro stráviteľnosť hlavných bielkovín repky v zmesiach s hovädzím beta-laktoglobulínom. Food Res. Int. 2019, 123, 346–354. [CrossRef] [PubMed]

2. Keppler, JK; Heyn, TR; Meissner, PM; Schrader, K.; Schwarz, K. Oxidácia proteínov počas teplotne indukovanej amyloidnej agregácie beta-laktoglobulínu. Food Chem. 2019, 289, 223–231. [CrossRef]

3. Pein, D.; Clawin-Rädecker, I.; Lorenzen, PC Peptické ošetrenie beta-laktoglobulínu podstatne zlepšuje penivé vlastnosti.J. Potravinový proces. Zachovať. 2018, 42, e13543. [CrossRef]

4. Tanzi, RE; Gusella, JF; Watkins, PC; Bruns, G.; St George-Hyslop, P.; Van Keuren, ML; Patterson, D.; Pagan, S.; Kurnit, DM; Neve, RL Amyloidový beta proteínový gén: cDNA, distribúcia mRNA a genetická väzba v blízkosti Alzheimerovho lokusu. Science 1987, 235, 880–884. [CrossRef] [PubMed]

5. Gosal, WS; Clark, AH; Pudney, PD; Ross-Murphy, SB Nové amyloidné fibrilárne siete odvodené od globulárneho proteínu: -laktoglobulín. Langmuir 2002, 18, 7174–7181.

6. Bolder, SG; Hendrickx, H.; Sagis, LMC; van der Linden, E. Fibril Assemblies in Aqueous Whey Protein Mixtures. J. Agric. Food Chem. 2006, 54, 4229–4234. [CrossRef]

7. Aymard, P.; Nicolai, T.; Durand, D.; Clark, A. Statický a dynamický rozptyl -laktoglobulínových agregátov vytvorených po tepelne indukovanej denaturácii pri pH 2. Macromolecules 1999, 32, 2542-2552. [CrossRef]

8. Bolder, SG; Vasbinder, AJ; Sagis, LMC; van der Linden, E. Tepelne indukované fibrily izolátu srvátkového proteínu: Konverzia, hydrolýza a tvorba disulfidových väzieb. Int. Mliekareň J. 2007, 17, 846–853.

9. Arnaudov, LN; de Vries, R.; Ippel, H.; van Mierlo, CPM Multiple Steps during the Formation of -Lactoglobulin Fibrils. Biomacromolecules 2003, 4, 1614-1622. [CrossRef]

10. Bromley, EH; Krebs, MRH; Donald, AM Agregácia naprieč dĺžkovými stupnicami v beta-laktoglobulíne. Faraday Diskutujte. 2005, 128, 13–27. [CrossRef]

11. Yang, J.; Lee, J.; Yi, W. Zlepšenie poľnej emisie PbS koloidných jednostenných uhlíkových nanorúrok zdobených kvantovými bodkami. J. Zliatina. Compd. 2019, 809, 151832.

12. Ladani, L. Potenciál pre kompozity kov-uhlíkové nanorúrky ako prepojenia. J. Electron. Mater. 2019, 48, 92–98. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com