Molecular Biomechanics of Fibrous Proteins and Related Biopolymer Systems.
纤维蛋白和相关生物聚合物系统的分子生物力学。
基本信息
- 批准号:6934-2012
- 负责人:
- 金额:$ 4.23万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Discovery Grants Program - Individual
- 财政年份:2012
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2012-01-01 至 2013-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
My lab investigates the molecular biomechanics of structural biopolymers. Our goal is to understand relationships between molecular structure, physical chemistry, mechanical properties and the function in living organisms. However, we are keenly aware that the basic science we gather can be used in the development of new structural proteins through genetic engineering and also can provide direction for the development on novel technologies by mimicking designs found in Nature. In the current proposal we will investigate the following kinds of biopolymer systems. 1. High-performance protein fibers: We will continue our efforts on the development of genetically engineered silks by investigating the role of silk fibroin sequence on the strain-rate dependence of mechanical properties in spider dragline silks. Virtually all mechanical studies with spider silks to date have quantified properties with low strain-rate testing protocols, but these silks function dynamically in both webs and in safety lines, where they experience very high strain rates. A new impact tester will allow us to evaluate material properties under test conditions that span the mechanical functions that have influenced the evolution of these remarkable materials. We will also continue our investigations of intermediate filament (IF) based materials and their draw-transformation into silk-like fibers. Our focus will be on the development of di-tyrosine and transglutaminase-based covalent crosslinking processes for modulating properties and for fibre-reinforced composite assembly. 2. Rubber-like proteins and composites: we have worked for decades on the structure and properties of elastin and the functional design of arteries. We will continue this important work with mechanical and structural analyses of the single elastic lamellae from mouse aorta, which will provide insights into our recent discovery of elastin property gradients in the thoracic aorta. We will continue our studies of resilin-based elastic materials in collaboration with Dr. Hongbin Li at UBC. Our role will involve electro-spinning silk or IF-based filaments into resilin hydrogels, creating fiber-reinforced elastic composites that have potential for tissue engineering.
我的实验室研究结构生物聚合物的分子生物力学。我们的目标是了解分子结构,物理化学,机械性能和生物体功能之间的关系。然而,我们敏锐地意识到,我们收集的基础科学可以用于通过基因工程开发新的结构蛋白,也可以通过模仿自然界中发现的设计为新技术的开发提供方向。在目前的建议中,我们将研究以下类型的生物聚合物系统。 1.高性能蛋白质纤维:我们将继续努力,通过研究丝素蛋白序列对蜘蛛拖丝力学性能的应变率依赖性的作用,开发基因工程丝。 迄今为止,几乎所有关于蜘蛛丝的机械研究都采用低应变率测试方案量化了性能,但这些丝在网和安全线中动态地发挥作用,在这些地方它们会经历非常高的应变率。 一种新的冲击测试仪将使我们能够在测试条件下评估材料性能,这些测试条件涵盖了影响这些非凡材料演变的机械功能。 我们还将继续研究基于中间长丝(IF)的材料及其拉伸转化为类丝纤维。 我们的重点将是开发基于双酪氨酸和转氨酶的共价交联工艺,用于调节性能和纤维增强复合材料组装。 2.橡胶样蛋白质和复合材料:我们几十年来一直致力于弹性蛋白的结构和特性以及动脉的功能设计。我们将继续这一重要的工作,从小鼠主动脉,这将为我们最近发现的胸主动脉中的弹性蛋白性质梯度提供见解的单一弹性薄板的机械和结构分析。 我们将继续与UBC的Hongbin Li博士合作研究基于弹性蛋白的弹性材料。 我们的角色将涉及静电纺丝丝或IF为基础的长丝到弹性蛋白水凝胶,创造纤维增强弹性复合材料,有潜力的组织工程。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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