Kalamar Dişlerinden Esinlenilen Proteinler Kendini Yenileyebilen Tıbbi Cihazlara Yardımcı Olabilir
ABD’deki araştırmacılara göre;Kalamar halka dişlerindeki proteinlerden esinlenilen bir malzeme, kendi kendini iyileştiren ve esnek tıbbi cihazlara yol açabilir. Tekrarlanan protein dizilerinden geliştirilen sentetik materyal, tıbbi implantlar ve cihazlar için hızlı ve biyo-uyumlu proton iletkenlere yol açabilir.Pennsylvania Eyalet Üniversitesi, NIST ve Maryland Üniversitesi’nden gelen ekip,doğada her yerde bulunan enerji ve elektronik teknolojilerinde birçok uygulamaya sahip olan proton iletimi ile, protonlar üzerinde biyolojik sistemlerle aynı şekilde çalışan esnek ve kendi kendini iyileştirebilen tıbbi cihazları araştırdı. Proton transferi, yakıt hücresi üretimi için çok önemli olmakla birlikte, hücreler şu anda, polimerlerden yapılan ve biyolojik olarak uyumlu olmayan iyon aktarma membranları kullanmaktadır.
Bununla birlikte, bu çalışmada gösterilen polimerler, Malzeme Kimyası’nda bildirildiği gibi [Pena-Francesch ve diğ. Chem. Mater. (2018) DOI: 10.1021 / acs.chemmater.7b04574] sadece biyo-uyumlu değil, aynı zamanda kendi kendini iyileştiren, esnek ve gerilebilir şekilde bulunabilirler. DNA dizileri seçilerek biyo-sentetik olarak üretilebilirler, bu nedenle üretimleri değişken iletkenlik ve esneklik ile programlanabilir.
Protein bazlı proton iletkenleri, polimer iletkenleri kadar güçlü veya verimli olmasa da, çalışmalarda proton iletkenliğini optimize etmenin yolları araştırıldı. Amino asitlerden oluşan kalamar halkası diş proteinleri, çok sayıda tandem tekrarını içerir (moleküler yapıda, kendilerini tekrarlamak için düzenlenmiş kısa molekül dizileri) . Çalışma ekibi aynı zamanda, materyallerden film oluşturmadan önce 4, 7, 11 ve 25 tekrarlı, kalamar esinli proteinler geliştirdi.
Tandem-tekrar proteinleri ve dizileri geniş bir yapı ve işlev yelpazesi sergiler. Tandem tekrarların sayısının arttırılmasının, proteinlerin proton iletkenliğini arttırdığı, çeşitli amino asit kombinasyonlarının ise proton iletkenliğini azalttığı bulunmuştur.Ayrıca, proteinler amorf bir bölüm ve bir kristalin bölümden oluşma eğiliminde olduğu için, polimerin gerilmesi, iletkenliği gerilme yönünde fakat dik olmayacak yönde arttırmış ve kristalin bölümlerini daha etkili bir şekilde yürütmek amacı ile yeniden hizalanmaya başlamıştır.
Her ne kadar mekanik özelliklerin tekrar sayıları üzerine yoğun olarak çalışılsa da, taşınım özellikleri ile tandem tekrarları arasındaki ilişki, şimdiye kadar nispeten bilinmemektedir. Araştırmacı Melik Demirel’in dediğine göre “Biyolojik proton iletkenlerinin tasarım kurallarını anlamak, böylece biyo-uyumlu bir proton iletken kadar iyi bir sentetik protein oluşturmak münkün”. Malzeme, malzeme bilimi ve yaşam bilimleri, özellikle sentetik biyoloji ve biyoteknoloji, DNA teknolojisinin yardımıyla yeni yönlere yol açabilir.
Kaynak : materialstoday.com
