Fabrication of silica on chitin in ambient conditions using silicatein fused with a chitin-binding domain
Fabrication of silica on chitin in ambient conditions using silicatein fused with a chitin-binding domain
复制标题
在环境条件下使用与几丁质结合域融合的硅酸盐在几丁质上制造二氧化硅
DOI：
10.1007/s00449-021-02568-w
复制
发表时间：
2021
影响因子：
3.8
通讯作者：
Kawasaki Satoru
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Godigamuwa Kasun;Nakashima Kazunori;Tsujitani Sota;Kawasaki Satoru
高温、苛刻的pH条件和二氧化硅常规合成和涂层中涉及的有毒化学物质限制了新一代杂化材料的制造，这些材料固定了活细胞和生物分子，如酶和药物。这阻碍了无机-有机生物杂化材料在生物电子、能源生产和生物医学等各个领域的应用。Silicatein是一种在硅质海绵中发现的酶，在温和的条件下，即在室温和中性pH下催化二氧化硅的聚合。Silicatein与几丁质结合结构域（ChBD）融合，以选择性地结合几丁质材料上的融合silicatein，并与一种名为InakC的小的可溶性标签（一种来自假单胞菌的亲水性蛋白质）融合，以控制silicatein的不利聚集。熔融硅酸盐溶于水介质中，并被成功地发现吸附在甲壳素材料上。固定化融合硅酸盐蛋白作为界面催化剂，在常温下在甲壳素上制备二氧化硅。该技术可用于制备无机-有机杂化材料以固定生物分子，并可应用于开发新型生物催化系统、生物传感器和组织培养支架。
High temperatures, harsh pH conditions, and toxic chemicals involved in the conventional synthesis and coating of silica limit the fabrication of new-generation hybrid materials immobilizing live cells and biomolecules such as enzymes and drugs. This hinders the application of inorganic–organic biohybrid materials in various fields, including bioelectronics, energy generation, and biomedicine. Silicatein, an enzyme found in siliceous sponges, catalyzes the polymerization of silica under mild conditions, that is, at room temperature and neutral pH. Silicatein was fused with a chitin-binding domain (ChBD) to selectively bind the fusion silicatein on the chitin material and with a small soluble tag called InakC, a hydrophilic protein fromPseudomonas syringae,to control the unfavorable aggregation of silicatein. The fusion silicatein was soluble in aqueous media and was successfully found to be adsorbed on the chitin material. The immobilized fusion silicatein acted as an interfacial catalyst to fabricate silica on chitin under ambient conditions. This technique can be used to fabricate inorganic–organic hybrid materials to immobilize biomolecules and can be applied to develop novel biocatalytic systems, biosensors, and tissue culture scaffolds.
登录
查看更多内容
影响因子：
3.8
作者：
Ki, Mi-Ran;Yeo, Ki Baek;Pack, Seung Pil
通讯作者：
Pack, Seung Pil
影响因子：
5.2
作者：
Costa S;Almeida A;Castro A;Domingues L
通讯作者：
Domingues L
影响因子：
16.6
作者：
Brunner, Eike;Richthammer, Patrick;van Pee, Karl-Heinz
通讯作者：
van Pee, Karl-Heinz
海绵针的层次结构：硅酸盐蛋白的生物催化和结构导向活性作为生物启发应用的模型
影响因子：
3.4
作者：
H. Schröder;V. Grebenjuk;Xiaohong Wang;W. Müller
通讯作者：
W. Müller
影响因子：
3.9
作者：
Rai, Akhilesh;Perry, Carole C.
通讯作者：
Perry, Carole C.