Development of crystallization nanotechnology by mimicking marine organisms

模仿海洋生物开发结晶纳米技术

基本信息

  • 批准号:
    13556031
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Calcified shell is composed of two polymorphs of calcium carbonate, aragonite, and an organic matrix. We investigated the role of lectins as the organic matrix to explore the biomineralization, which is relevant to a range of industrial processes. The processes includes the direct biotechnological exploitation of biogenic materials, the design of novel composite materials by in situ precipitation, and the mimicking of biological processes in an inorganic context. The C-type lectins in the hemolymph of the acorn barnacle, Megabalanus rosa, was shown to participate in mineralization as well as defense. The lectins inhibited calcium carbonate crystallization, whereas the immobilized ones promoted it. The sugar chains of the lectin was demonstrated to play an important roles in the stability and activity concerning the control of mineralization. Observations by scanning electron microscopy revealed modifications in the size and morphology of the crystals grown in the presence of various lectins, depending on the numbers and localization of acidic amino acid residues and their amide forms.Microstructure and orientation distribution of aragonite crystals in the nacreous layer of cultured Pteria penguin were investigated. Helical patterns drawn by growth forefronts of the nacreous layer were observed by a laser microscope for the good-quality shell, whereas no clear pattern was observed on the nacreous layer surfaces of the bad-quality shell. The difference in the orientation distributions of the crystals provided different qualities of pearls built in the shells.
钙化壳由碳酸钙、文石和有机基质两种形态组成。我们研究了凝集素作为有机基质的作用,以探索与一系列工业过程相关的生物矿化。这些过程包括生物材料的直接生物技术开发,通过原位沉淀设计新型复合材料,以及在无机环境中模拟生物过程。橡子藤壶血淋巴中的C型凝集素参与矿化和防御。凝集素抑制碳酸钙结晶,而固定化凝集素促进碳酸钙结晶。凝集素的糖链在控制矿化的稳定性和活性方面起着重要作用。扫描电子显微镜观察表明,在不同凝集素的存在下生长的晶体的大小和形态发生了改变,这取决于酸性氨基酸残基及其酰胺形式的数量和位置。优质贝壳在激光显微镜下观察到珍珠层生长前沿形成的螺旋花纹,而劣质贝壳的珍珠层表面没有明显的花纹。晶体取向分布的不同提供了贝壳中珍珠的不同质量。

项目成果

期刊论文数量(50)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
N.T.Mkwetshana: "The purification and characterization of u-calpain and calpastatin from ostrich brain"Int. J. Biochem. Cell biol.. (印刷中).
N.T.Mkwetshana:“鸵鸟脑中 u-钙蛋白酶和钙蛋白酶抑制剂的纯化和表征”Int. J. Biochem. Cell biol..(出版中)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Ogawa: "High-level expression and characterization of fully active recombinant conger eel galectins in Eschericia coli"Biosci.Biotechnol.Biochem.. 66(2). 476-480 (2002)
T.Okawa:“大肠杆菌中完全活性的重组海鳗半乳糖凝集素的高水平表达和表征”Biosci.Biotechnol.Biochem.. 66(2)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Yoshimi: "Microstructure and orientation distribution of aragonite crystals in nacreous layer of pearl shells Materials Transactions"Material Transactions. 45. 999-1004 (2004)
K.Yoshimi:“珍珠贝珠光层文石晶体的微观结构和取向分布材料交易”材料交易。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
T.Yamane: "Refinement of crystallization conditions for the crystal growth experiment of animal lectin (congerin) in space and the evaluation of grown crystals"J.Jpn.Soc.Microgravity Appl.. 21. 52-62 (2004)
T.Yamane:“动物凝集素(康格蛋白)在太空中的晶体生长实验的结晶条件的改进以及生长晶体的评价”J.Jpn.Soc.Microgravity Appl.. 21. 52-62 (2004)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
K.Muramoto: "Multiplicity of structures and functions of marine animal lectins."Kagaku to Seibutsu. 41. 379-388 (2003)
K.Muramoto:“海洋动物凝集素的结构和功能的多样性。” Kagaku to Seibutsu。
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  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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知道了