Локализация молекул белка Dps E.coli в нитевидном кремнии при удалении остаточной соли
Аннотация
Работа посвящена удалению остаточных солей в гибридных структурах, сформированных в результате совмещения массивов нитевидного кремния с наноматериалом природного происхождения – бактериальным ферритинподобным белком Dps. Проведено изучение особенностей морфологии и состава поверхности и внутренней части гибридной структуры в результате совмещения и последующей промывки в воде.
Метод жидкофазного металл-ассистированного химического травления применялся для получения нитевидного кремния. Для получения рекомбинантного белка в качестве продуцентов использовались клетки Escherichia coli BL21*(DE3) с хроматографической очисткой. Совмещение нитевидного кремния с молекулами белка проводилось путем его наслаивания в лабораторных условиях с последующим высушиванием. Обнаруженная ранее в составе гибридного материала остаточная соль удалялась путем промывки в воде. Полученный гибридный материал изучался методом растровой электронной микроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Применялась хорошо зарекомендовавшая себя ранее комбинация взаимодополняющих методов растровой электронной микроскопии для изучения морфологии гибридного материала «нитевидный кремний – бактериальный белок Dps» и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии совместно с ионным травлением для изучения состава и физико-химического состояния.
В массивах нитевидного кремния с диаметром нитей около 100 нм и расстоянием между ними от субмикронных до нанометровых размеров обнаружено нахождение белка в результате осаждения и после проведенной обработки в воде. При этом количество остаточной соли NaCl сведено к минимуму на поверхности гибридной структуры и в ее объеме.
Полученные данные могут быть использованы при отработке технологии нанесения покрытий развитой поверхности кремниевых нитей доступной для функционализации при контролируемой доставке биогибридного материала
Скачивания
Литература
Behrens S. Synthesis of inorganic nanomaterials mediated by protein assemblies. Journal of Materials Chemistry. 2008;18: 3788–3798. https://doi.org/10.1039/B806551A
Andrews S. C. Iron storage in bacteria. Advances in Microbial Physiology. 1998;40: 281–351. https://doi.org/10.1016/S0065-2911(08)60134-4
Harrison P. M., Arosio P. The ferritins: molecular properties, iron storage function and cellular regulation. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. 1996;1275(3): 161–203. https://doi.org/10.1016/0005-2728(96)00022-9
Massover W. H. Ultrastructure of ferritin and apoferritin: A review. Micron. 1993;24(3): 389–437. https://doi.org/10.1016/0968-4328(93)90005-L
Theil E. C. The ferritin family of iron storage proteins. Advances in enzymology and related areas of molecular biology. 1990;63: 421–449. https://doi.org/10.1002/9780470123096.ch7
Antipov S., Turishchev S., Purtov Yu., … Ozoline O. The oligomeric form of the Escherichia coli Dps 3 protein depends on the availability of iron ions. Molecules. 2017;22(11): 1904. https://doi.org/10.3390/molecules22111904
Zhang Y., Fu J., Chee S. Y., Ang E. X., Orner B. P. Rational disruption of the oligomerization of the mini-ferritin E. coli DPS through protein–protein interface mutation. Protein Science. 2011;20(11): 1907–1917. https://doi.org/10.1002/pro.731
Antipov S. S., Pichkur E. B., Praslova N. V., … Turishchev S. Yu. High resolution cryogenic transmission electron microscopy study of Escherichia coli Dps protein: first direct observation in quasinative state. Results in Physics. 2018;11: 926–928. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2018.10.059
Parinova E. V., Antipov S. S., Belikov E. A., … Turishchev S. Yu. TEM and XPS studies of bio-nanohybrid material based on bacterial ferritin-like protein Dps. Condensed Matter and Interphases. 2022;24(2): 265–272. https://doi.org/10.17308/kcmf.2022.24/9267
Parinova E. V., Antipov S. S., Belikov E. A., Kakuliia I. S., Trebunskikh S. Y., Turishchev S. Y., Sivakov V. Localization of DPS protein in porous silicon nanowires matrix. Results in Physics. 2022;35, 105348. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2022.105348
Parinova E. V., Antipov S. S., Sivakov V., … Turishchev S. Yu. Localization of the E. coli Dps protein molecules in a silicon wires matrix according to scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. Condensed Matter and Interphases. 2023;25(2): 207–217. https://doi.org/10.17308/kcmf.2023.25/1110
Sivakov V. A., Brönstrup G., Pecz B., Berger A., Radnoczi G. Z., Krause M., Christiansen S. H. Realization of vertical and zigzag single crystalline silicon nanowire architectures. The Journal of Physical Chemistry C. 2010;114: 3798–3803. https://doi.org/10.1021/jp909946x
Lo Faro M. J., Leonardi A. A., D’Andrea C., … Irrera A. Low cost synthesis of silicon nanowires for photonic applications. Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 2020;31: 34–40. https://doi.org/10.1007/s10854-019-00672-y
Lebedev A. M., Menshikov K. A., Nazin V. G., Stankevich V. G., Tsetlin M. B., Chumakov R. G. NanoPES photoelectron beamline of the Kurchatov Synchrotron Radiation Source. Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2021;15(5): 1039–1044. https://doi.org/10.1134/S1027451021050335
John F. Moulder handbook of X-ray photoelectron spectroscopy. Minnesota: Published by Perkin-Elmer Corporation Physical Electronics Division United States of America; 1992. 261 p.
Handbook of the elements and native oxide. XPS International, Inc.; 1999. 658 p.
srdata.nist.gov/xps
Hüfner S. (ed.). Very high resolution photoelectron spectroscopy. In: Lecture Notes in Physics. Berlin: Springer; 2007. https://doi.org/10.1007/3-540-68133-7
Copyright (c) 2023 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
