4 resultados para calix[4]arenes, calix[8]arenes, self-assembly
em Helda - Digital Repository of University of Helsinki
Resumo:
Hydrophobins are small surface active proteins that are produced by filamentous fungi. The surface activity of hydrophobin proteins leads to the formation of a film at the air-water interface and adsorption to surfaces. The formation of these hydrophobin films and coatings is important in many stages of fungal development. Furthermore, these properties make hydrophobins interesting for potential use in technical applications. The surfactant-like properties of hydrophobins from Trichoderma reesei were studied at the air-water interface, at solid surfaces, and in solution. The hydrophobin HFBI was observed to spontaneously form a cohesive film on a water drop. The film was imaged using atomic force microscopy from both sides, revealing a monomolecular film with a defined molecular structure. The use of hydrophobins as surface immobilization carriers for enzymes was studied using fusion proteins of HFBI or HFBII and an enzyme. Furthermore, sitespecifically modified variants of HFBI were shown to retain their ability to selfassemble at interfaces and to be able to bind a second layer of proteins by biomolecular recognition. In order to understand the function of hydrophobins at interfaces, an understanding of their overall behavior and self-assembly is needed. HFBI and HFBII were shown to associate in solution into dimers and tetramers in a concentration-dependent manner. The association dynamics and protein-protein interactions of HFBI and HFBII were studied using Förster resonance energy transfer and size exclusion chromatography. It was shown that the surface activity of HFBI is not directly dependent on the formation of multimers in solution.
Resumo:
Cells are packed with membrane structures, defining the inside and outside, and the different subcellular compartments. These membranes consisting mainly of phospholipids have a variety of functions in addition to providing a permeability barrier for various compounds. These functions involve cellular signaling, where lipids can act as second messengers, or direct regulation of membrane associating proteins. The first part of this study focuses on relating some of the physicochemical properties of membrane lipids to the association of drug compounds to membranes. A fluorescence based method is described allowing for determination of the membrane association of drugs. This method was subsequently applied to a novel drug, siramesine, previously shown to have anti-cancer activity. Siramesine was found to associate with anionic lipids. Especially interesting is its strong affinity for a second messenger lipid phosphatidic acid. This is the first example of a small molecule drug compound specifically interacting with a cellular lipid. Phosphatidic acid in cells is required for the activation of many signaling pathways mediating growth and proliferation. This provides an intriguing possibility for a simple molecular mechanism of the observed anti-cancer activity of siramesine. In the second part the thermal behavior and self assembly of charged and uncharged membrane assemblies was studied. Strong inter-lamellar co-operativity was observed for multilamellar DPPC vesicles using fluorescence techniques together with calorimetry. The commonly used membrane models, large unilamellar vesicles (LUV) and multilamellar vesicles (MLV) were found to possess different biophysical properties as interlamellar interactions of MLVs drive segregation of a pyrene labeled lipid analogue into clusters. The effect of a counter-ion lattice on the self assembly of a cationic gemini surfactant was studied. The presence of NaCl strongly influenced the thermal phase behavior of M-1 vesicles, causing formation of giant vesicles upon exceeding a phase transition temperature, followed by a subsequent transition into a more homogenous dispersion. Understanding the underlying biophysical aspects of cellular membranes is of fundamental importance as the complex picture of the structure and function of cells is evolving. Many of the cellular reactions take place on membranes and membranes are known to regulate the activity of many peripheral and intergral membrane associating proteins. From the point of view of drug design and gene technology, membranes can provide an interesting target for future development of drugs, but also a vehicle sensitive for environmental changes allowing for encapsulating drugs and targeting them to the desired site of action.
Resumo:
Kontrolloidut radikaalipolymerointimenetelmät, kuten RAFT-polymerointi, ovat moderni tapa valmistaa polymeerejä säädellysti. RAFT-polymeroinnilla polymeerien ketjunpituutta, moolimassajakaumaa, mikrorakennetta (taktisuus, järjestys), koostumusta ja funktionaalisuutta kyetään hallitsemaan. Siten menetelmällä voidaan valmistaa uudenlaisia polymeeriarkkitektuureja, kuten blokki- ja tähtipolymeerejä, sekä hybridimateriaaleja ja biokonjugaatteja. Polymeeristen rakennuspalikoiden itsejärjestyminen, missä huolellisesti syntetisoidut polymeerit järjestyvät halutulla tavalla nanoskaalassa, on suosittu tutkimuskohde materiaalitieteessä. On huomattava, että blokkipolymeerien itsejärjestyminen on vielä suhteellisen nuori tutkimusaihe. Tämän hetkiset polymeeriset nanomateriaalit ovat suhteellisen yksinkertaisia luonnon luomuksiin verrattuina, tarjoten jatkuvasti uusia mahdollisuuksia seuraavan sukupolven polymeereille. Tässä työssä RAFT-polymeroinnilla syntetisoitiin amfifiilisiä di- ja triblokkikopolymeerejä sekä tutkittiin niiden järjestymistä nanorakenteiksi. Kaikissa blokkikopolymeereissä käytettiin lämpöherkkää poly(N-isopropyyliakryyliamidia). Siten polymeerit ja tutkitut materiaalit reagoivat lämpötilanmuutokseen ympäristössä eli ovat ns. ympäristöherkkiä. Työssä tutkittiin taktisuuden kontrollointia N-isopropyyliakryyliamidin RAFT-polymeroinnissa. Polymeerin taktisuutta sekä ketjunpituutta ja blokkijärjestystä säätämällä voitiin hallita polymeerin itsejärjestymistä vesiliuoksessa. Amfifiiliset polymeerit järjestyivät laimeissa vesiliuoksissa erilaisiksi misellirakenteiksi, muodostaen ns. mikrosäiliöitä. Tällaisilla polymeereillä odotetaan olevan sovelluksia esim. lääkeainevapautuksessa. Amfifiilejä käytetään myös esimerkiksi apuaineina pinnoitteissa ja kosmetiikassa. Kiinteässä tilassa tutkitut triblokkikopolymeerit muodostivat teoreettisesti ennustettuja morfologioita. Lämpöherkän materiaalin hydrogeelit toimivat suodatinmembraanina nanokokoluokassa. RAFT-polymeroinnilla syntetisoituja polymeereja voidaan sellaisenaan käyttää kultananopartikkeleiden päällystämiseen. Kultananopartikkelit ovat erittäin kiinostavia mm. niiden stabiilisuuden ja ainutlaatuisten pintaominaisuuksien vuoksi. Kun amfifiilisiä polymeerejä kiinnitettiin kultapartikkelin pinnalle, sen liuos- ja optisia ominaisuuksia voitiin säädellä pH:n ja lämpötilan avulla. Tällaisilla kultananopartikkeleilla on sovelluksia mm. diagnostiikassa, sensoreina ja solukuvauksessa.