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贻贝如何粘附在光滑表面上?
生物化学家 Matthew Harrington 研究双壳类动物如何产生水下强力胶。
来源:The Scientist马修·哈灵顿 (Matthew Harrington) 研究生物体如何产生复杂的材料,以及如何应用这些过程来创造供人类使用的新型材料。
劳拉·哈灵顿
潮间带贻贝生活在边缘,不断受到海浪的冲击,威胁着将它们从岌岌可危的栖息地上撕下来。为了在岩石海岸上保持安全,贻贝制造了数十种基于蛋白质的纤维,称为足丝,这些纤维通过称为足丝斑的微小圆盘附着在基质上。
这个系统乍一看可能很简单,但对于麦吉尔大学生物化学家马修·哈灵顿 (Matthew Harrington) 来说,贻贝比我们看到的要复杂得多。“你研究得越多,你发现的细节就越多,”他说。 “每次我以为我已经完成了这项研究,就会有新的细节吸引我。它非常复杂。”
马修·哈灵顿当人类努力制造有效的水下胶水时,贻贝却能生产出超强的防水生物粘合剂,这种粘合剂在浸泡在海水中时会固化。粘合剂和足丝本身的强度部分依赖于 3,4-二羟基苯丙氨酸 (DOPA),哈灵顿称之为“一种非常奇怪的氨基酸”。
DOPA 与某些金属离子(如铁和钒)形成配位键。1 这种键很牢固,但断裂后很容易重新形成,从而形成一种在分子水平上具有自修复能力的材料。
多巴胺 1聚焦离子束扫描电子显微镜数据集的三维重建描绘了粘性分泌囊泡(绿色),这是水下胶水的重要组成部分。
Tobias Priemel
贻贝足中的微通道 2 组织工程支架 3