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University of Missouri-Rolla Forscher untersuchen, wie Proteinen an Oberflächen haften kann dazu führen, die Beseitigung von Oberflächen-induzierte Thrombusbildung, ein Phänomen bekannt, dass Blutgerinnsel in künstlichen Arterien, Ventile und Venen verursachen.
In den vergangenen acht Jahren haben Dr. Daniel Forciniti, Associate Professor für Chemie-und Bioingenieurwesen an der UMR, und seinen Studenten untersucht, wie und warum Proteine, vor allem im menschlichen Plasma, adsorbieren in festen Oberflächen.
"Viele künstliche Materialien, die Menschen benutzen für den Bau und Gebäude Arterien kann die Bildung von Thromben oder Blutgerinnsel hervorrufen", sagt Forciniti. "Man glaubt, dass die ersten Schritte in Thrombusbildung der Bildung dieser Ablagerungen von Proteinen an der Oberfläche bestehen."
Die UMR Forscher begannen das Projekt mit einem Whitaker Foundation gewähren und sah eine Reihe von humanen Plasmaproteinen. "Dann merkten wir, dass das Problem sehr komplex war, und wenn wir sie besser verstehen wollten, mussten wir irgendwie zu vereinfachen," sagt Forciniti. "Wir haben in den letzten zwei Jahren versucht, Peptide im Labor zu synthetisieren. Sie sind kleiner Moleküle (und damit auch einfacher) mit der gleichen chemischen Zusammensetzung wie das Protein, aber sie können maßgeschneidert zu verstärken oder vermindern die Oberflächen-Wechselwirkungen werden. Erst jetzt, nach zwei Jahren Arbeit, sind wir in der Lage, ausreichende Mengen dieser Peptide zu Beginn der Suche nach ihnen an Oberflächen, die das Ziel des Projektes ist es zu haben. "Die aktuelle Forschung durch eine dreijährige, $ 270.000 Zuschuss aus wird unterstützt der National Science Foundation.
Zu Beginn ihrer Arbeit verwendeten die Forscher eine Kombination aus drei verschiedenen Techniken, um ein "Bild" von Fibrinogen eingehalten festen Oberflächen in Wasser zu erzeugen. Dies insbesondere Protein, das von der Leber produziert wird, ist wichtig, weil während der normalen Prozess der Blutgerinnung, Fibrinogen ist unten durch ein Enzym namens Thrombin in kurze Fragmente von Fibrin gebrochen. Fibrin dann Klumpen zusammen mit roten Blutkörperchen und Blutplättchen zu bilden Blutgerinnsel.
Durch den Einsatz atomarer Kraft-Mikroskopie bei Harvey Mudd-College in Claremont, Kalifornien, entdeckte Forciniti, dass das Molekül Ablagerungen auf Oberflächen, die eine sehr komplexe Morphologie und viele Löcher, die stets durch ein Lösungsmittel gefüllt sind Formen - in diesem Fall Wasser.
In Oak Ridge National Laboratories nutzt Forciniti Neutronen Reflektivität an das Molekül ist Reflexionsmuster des Proteins auf Glas und Polystyrol adsorbiert aussehen. Die Technik zeigt, dass das Protein die Ablagerungen weich sind und bestehen aus mehreren Schichten.
"Für mich eines der coolsten Dinge, die unsere Untersuchung von Protein-Adsorption mittels Neutronen-Reflektivität in Kombination mit Atom-Kraft-Mikroskopie ist", sagt Forciniti. "Die Leute haben für eine lange Zeit argumentiert, dass Fibrinogen Monoschicht bildet, dh es ist nur ein Molekül. Wir haben überwältigende Beweise mit Hilfe dieser beiden Techniken, die nicht wahr ist. Eigentlich bildet Fibrinogen multi-Schichten, die in der Lage, in Wasser zu erreichen, um die extreme mit einem Wassergehalt Schicht trennt die erste Schicht von der Oberfläche sind. "