Role of Water in CaCO(3) Biomineralization.
Role of Water in CaCO(3) Biomineralization.
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DOI：
10.1021/jacs.0c11976
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发表时间：
2021-02-03
影响因子：
15
通讯作者：
Bonn M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lu H;Huang YC;Hunger J;Gebauer D;Cölfen H;Bonn M
生物矿化发生在含水环境中。尽管碳酸钙生物矿化的普遍性和相关性，水在生物矿化过程中的作用仍然难以捉摸。在这里，我们证明了水重组伴随着碳酸钙生物矿化海胆脊柱生成的模型系统。使用表面特定的振动光谱，我们探测在碳酸钙矿化过程中的刺相关蛋白质的界面处的水。我们的研究结果表明，而蛋白质结构保持不变，界面水的结构是扰动不同的Ca 2+和CO 32-的存在下相比，除了只有Ca 2+。这种差异是由于预成核矿物种类的浓缩。我们的研究结果是一致的海胆棘一代的非经典矿化途径，并强调蛋白质水合作用在生物矿化的重要性。
Biomineralization occurs in aqueous environments. Despite the ubiquity and relevance of CaCO3 biomineralization, the role of water in the biomineralization process has remained elusive. Here, we demonstrate that water reorganization accompanies CaCO3 biomineralization for sea urchin spine generation in a model system. Using surface-specific vibrational spectroscopy, we probe the water at the interface of the spine-associated protein during CaCO3 mineralization. Our results show that, while the protein structure remains unchanged, the structure of interfacial water is perturbed differently in the presence of both Ca2+ and CO32– compared to the addition of only Ca2+. This difference is attributed to the condensation of prenucleation mineral species. Our findings are consistent with a nonclassical mineralization pathway for sea urchin spine generation and highlight the importance of protein hydration in biomineralization.
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作者：
Nguyen, Khoi Tan;King, John Thomas;Chen, Zhan
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Chen, Zhan
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