表面模拟的甘油聚合物纳米模式转移到水凝,用于设计跨长度尺度的多价值碳水化合物-乳素相互作用

科学领域:

• 生物材料科学
• 表面化学
• 葡萄糖生物学

背景情况:

• 多价碳水化合物与蛋白质的相互作用对生物过程至关重要.
• 在纳米尺度上模拟这些相互作用的材料是具有挑战性的.
• 现有的方法很难在表面上创建精确,稳定的碳水化合物图案.

研究的目的:

• 在水凝表面制造纳米分辨率碳水化合物图案的方法.
• 研究蛋白质与这些碳水化合物的选择性结合.
• 探索这些有图案的表面作为合成糖模仿接口的潜力.

主要方法:

• 在高度定向的溶解石墨 (HOPG) 上组装含碳水化合物头组的二氧化.
• 组装结构的光聚合形成聚乙烯图案.
• 在水凝表面共价转移这些图案.
• 使用像表面等离子体共振 (SPR) 这样的技术来描述结合相互作用.

主要成果:

• 实现长度高达1μm的纳米分辨率碳水化合物图案和微尺度的几何图案.
• 已证明小麦胚芽聚合素 (WGA) 与N- 乙- d- 葡萄糖胺 (GlcNAc) 的选择性多价值结合,K_D约为40nM.
• 通过调整二烯结构,提高了WGA与K_D~10nM的结合亲和力.
• 没有显示康卡纳瓦林A与GlcNAc模式的特定结合,也没有WGA与对照表面的结合.

结论:

• 开发的策略可以精确控制水凝界面上的碳水化合物呈现.
• 这种方法允许设计具有可调节的结合性质的合成糖模拟表面.
• 这种方法有望创造用于细胞支架和诊断的先进生物材料.