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牙釉質形成的關鍵蛋白亮相

日期:2011-08-17 08:22:46

牙齒釉質是生物體中含礦物質最多的組織,硬度高且再生能力強。據美國物理學家組織網報道,美國匹茲堡大學牙科醫學院正在研究牙齒釉質的形成過程,希望以此開發出功能更強的生物性納米新材料。該研究發表在本周《美國國家科學院院刊》網站上。

匹茲堡牙科醫學院空腔生物學副教授伊利亞·貝納什解釋說,牙齒釉質通過生物礦化作用形成,它們具有高硬度和復原能力,這是因為它們擁有一種類似復雜的陶瓷微纖維的獨特結構。

“當牙齒生長成形后,釉質就開始生長,微小的礦物晶體懸浮著。”貝納什說,“我們在實驗中再現了釉質形成的早期階段。在此過程中,有一種名為釉原蛋白的蛋白質發揮了關鍵作用?!?

研究小組發現,釉原蛋白分子的自行組裝是逐級進行的,先形成一種較小的低聚材料,再由這些低聚材料組成更復雜的高級材料。它們先將微小的磷酸鈣粒子穩定地連在一起,就像把一系列小點連成線,這個過程是牙齒和骨骼形成釉質的主要礦化階段,然后再把線排成平行陣列,排列完畢后,納米粒子就會融合在一起形成結晶,成為高度礦化的釉質結構。

貝納什指出,釉原蛋白的自行組裝能力在指導納米粒子點連接的過程中發揮了關鍵作用,納米粒子點再連成復雜的高度有序化的結構。研究并模擬這一過程,能幫助我們用生物分子構建納米級的礦物材料,為牙科領域和其他應用帶來新的納米技術和生物納米材料。


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