Biomiméticos nano-objetos: para el control de las asambleas

Los investigadores de la CEA (1), CNRS (2) y la farmacéutica Ipsen han demostrado recientemente, utilizando el sincrotrón SOLEIL, es posible generar nanotubos peptídicos cuyo diámetro está perfectamente controlado. Formado por ensamblaje espontáneo de un péptido, lanreótida, estos nanotubos son determinados por la estructura de este «bloque de construcción». Sabiamente al cambiar un aminoácido de la lanreótida, los investigadores fueron capaces de obtener una gama de diámetros de 17 nanotubos perfectamente regulares y controlada. La primera vez que ofrece muchas oportunidades, especialmente en el ámbito de las nanotecnologías. Estos hallazgos fueron publicados en línea en PNAS.

En el campo de la nanotecnología, es importante para controlar el tamaño de nano-objetos, ya que este tamaño modula las propiedades físicas de estos materiales. Sin embargo, los intentos de controlar el tamaño de la arquitectura, cambiando la unidad de ladrillo, descrito en la literatura, a menudo han fracasado. La adopción de un enfoque biomimético, los investigadores del CEA-S-Ibitec, CNRS e Ipsen se han interesado en una pequeña molécula, la lanreótida, un octapéptido cíclico (3). Este análogo de una hormona natural, la somatostatina, es comúnmente usado como medicina. Formado por ocho aminoácidos, este péptido tiene la propiedad de montar en dímeros en el agua (4), que a su vez se asocian para formar los nanotubos se definen en el diámetro. Este tipo de auto-ensamblado estructuras es un enfoque interesante para la síntesis de nanomateriales porque en estos sistemas, la forma y el tamaño son principalmente condicionada por la estructura de bloques de construcción.

Luego, los investigadores supone que los aminoácidos asegurar los contactos entre péptidos que regulan el radio de curvatura de los nanotubos. Se desarrolló un modelo geométrico que explica cómo un cambio de unos pocos angstroms de la estructura básica del péptido afecta el tamaño del nanotubo. Este modelo les permite racionalizar o incluso predecir, los diámetros de los nanotubos así generados. La verificación experimental de este modelo se realizó a través de la síntesis de análogos de la lanreótida. Cualquier estrategia de este estudio se basa en la modificación de un aminoácido implicado en un contacto entre péptidos y que demuestran que este cambio provoca una variación del diámetro de los nanotubos en una forma controlada.

Los investigadores sintetizaron análogos de lanreótida en forma selectiva mediante la sustitución de un aminoácido por otro.Estos péptidos conservan propiedades similares a las de los nanotubos de forma de montaje y lanreótida. La caracterización de estas arquitecturas, hecha por microscopía electrónica y de rayos X de dispersión en línea de luz sincrotrón SOLEIL (5), muestra que el diámetro de estos nanotubos en realidad está correlacionado con el tamaño del aminoácido introducido y un péptido dado forma espontáneamente Los nanotubos de un solo diámetro. Una gama de 17 nanotubos que van desde 10 a 36 nm de diámetro Se obtuvo así como una función del aminoácido incorporado.

El uso de la nanotecnología en estos sistemas biomiméticos autoensambladas se basa en la posibilidad de utilizarlos como moldes. En efecto, nos encontramos en la naturaleza muchos ejemplos en los que las plantillas orgánicas se utilizan para controlar el crecimiento de las fases inorgánicas (huesos, dientes, conchas, diatomeas, etc.). Así, el uso de estos nanotubos peptídicos como moldes, los investigadores mostraron que es posible controlar la producción de nanotubos de sílice de diámetro específico, que se abre una amplia gama de aplicaciones en la nanotecnología, para tales como fibras ópticas o nano-filtración.

 

Los nanotubos de fotos


© DR

una. Etapas de la Asamblea de la lanreótida en nanotubos: monómero ↔ ↔ dímero de cristal en 2-D de nanotubos curva ↔ 
b. Apilamiento de lanreótida en los nanotubos de pared interiores: evidencia de contacto entre los péptidos proporcionados por el aminoácido triptófano modificado para modular el diámetro de los nanotubos. 
c. La observación de los nanotubos mediante microscopía electrónica (nanotubos peptídicos izquierda; nanotubos péptidos mineralizadas por derecho de sílice)


 

Notas:

(1) CEA-S-Ibitec:. Instituto de Biología y Tecnología, Saclay, Dirección de Ciencias de la Vida en el CEA 
(2) Entre los laboratorios en cuestión: el Instituto de Física de Rennes (CNRS / Universidad de Rennes 1 ), la unidad de «interacciones celulares y moleculares» (CNRS / Universidad de Rennes 1) y la unidad «los sistemas de membrana, fotobiología, y la desintoxicación de estrés» (CEA / CNRS). 
(3) péptido cíclico octapéptido compuesto por ocho aminoácidos ácidos ligado sucesivamente y formando un anillo. 
(4) Dímero:. una molécula compuesta por dos subunidades 
(5) El sincrotrón SOLEIL: acelerador de partículas puede enviar los rayos X en una muestra y recuperar la luz dispersada . La forma de la curva de difusión de información sobre las características del objeto.

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