hrvatski

Djelovanje sintetičkih kiselih polipeptida na taloženje kalcijeva karbonata

Biomineralizacijom ljuštura školjaka nastaju prirodni biokompozitni materijali izuzetnih mehaničkih svojstava, pri čemu je utvrđeno da je u tom procesu ključna uloga kiselih glikoproteina, bogatih glutaminskom (Glu) i asparaginskom kiselinom (Asp). Kako bi u laboratorijskim uvjetima proučili mehanizam nastajanja takvih izuzetnih biokompozitnih materijala, u kojima mineralnu komponentu čine neki od polimorfa kalcijeva karbonata (CaCO3), rađeni su pokusi spontanog taloženja te taloženja iniciranog dodatkom kristalnoga sjemena polimorfa CaCO3, kalcita i vaterita, uz dodatak poli-L-asparaginske kiseline (pAsp), poli-L-glutaminske kiseline (pGlu) ili poli-L-lizina (pLys). Pri tome, pAsp i pGlu podražavaju ulogu kiselih, prirodnih, glikoproteina u procesu biomineralizacije. Kao modelni sustavi odabrani su (a) sustav niže početne prezasićenosti, , u kojem je spontano taložio isključivo vaterit te (b) sustav više početne prezasićenosti, u kojem je spontano taložila smjesa kalcita i vaterita. U sustavima u kojima je proučavano spontano taloženje kalcijeva karbonata, utvrđeno je da dodatak pGlu i pAsp u sustav (a) uzrokuje značajnu inhibiciju nukleacije, dok je u sustavu (b) osim inhibicije, dodatak kiselih polipeptida uzrokovao i promjenu morfologije te sastava taloga. S porastom koncentracije pAsp i pGlu smanjivao se maseni udio kalcita, što je objašnjeno jačim vezanjem kiselih polipeptida na površinu kalcita te jačom inhibicijom nukleacije i rasta kristala kalcita. Kinetički parametri te utvrđeni mehanizmi kristalnoga rasta, ukazuju da se rast kalcita i vaterita zbiva na spiralnoj dislokaciji te da je integracija konstitucijskih iona u kristalnu rešetku najsporiji proces. Dodatak pAsp ili pGlu uzrokuje inhibiciju rasta kristala, no također i promjenu mehanizma, tako da je rast kontroliran površinskom nukleacijom.

kalcijev karbonat; biomineralizacija; polipeptid; taloženje

nije evidentirano