文摘
虽然使用二氧化硅(石英)作为生物体的组成主要是局限于硅藻和海绵,这个过程是由自然的方式继续激励和吸引。硅藻和海绵进行biosilificiation使用有机基质,但它们采用不同的策略。硅藻使用小和大量修改肽称为silaffins,大多数特征是调制的电荷通过附加长链多胺(LCPAs)赖氨酸组。免费LCPAs也可以配合silaffins。海绵使用同源的半胱氨酸蛋白酶的酶silicatein组织蛋白酶。这两类蛋白形成高阶结构行为作为结构模板和机械的缩聚反应的催化剂。在这两种情况下,额外的蛋白质不断被发现,进一步调节过程。本文集中于biosilification过程中这些蛋白质的作用以及在各种应用程序中,突出重点地区特定的蛋白质性质可能提供更多的洞察。biosilification领域是不同学科的一个十字路口,洞察的能量和分子自组装结合基本生物学机制,复杂的多组分胶体系统,一系列令人印象深刻的潜在的技术应用。
1。介绍
生物矿化形成的复合物含有生物无机材料。这发生在不同的器官,如骨骼,牙齿,鸡蛋壳,和无脊椎动物的外骨骼1]。钙是一种非常“流行”生物矿物,例如,发生在脊椎动物骨骼磷酸盐和碳酸盐在软体动物贝壳。然而,另一个重要的球员是硅。硅是第二个最常见的元素在地壳中氧气后,和石英(二氧化硅)是地壳中含量最丰富的化合物。Biosilicification是无机硅的过程纳入生物硅,这发生在规模上吨的2]。实际上这涉及的凝结正硅酸盐Si(哦)4与消除长的聚合物水(图1)。这个过程主要发生在单细胞硅藻和多细胞海绵,但硅也存款植物(3)在高等哺乳动物,甚至已经报道的电器官鱼Psammobatis extenta(4]。
硅的沉积是迷人的在很多方面。在纯粹的视觉层面,硅化作用会导致一个异常美丽的结果。从他们的第一次描述,uni -和多细胞生物体硅酸化画欣赏评论;他们被认为是不“美”竞争对手[s] [5,6)(图2)。高放大图像硅藻细胞壁的继续让错综复杂,看似精致的结构和多种多样的纳米结构(7)(图3)。特别神奇的是,这个过程发生在生理条件下温度在0和37°C之间,中性pH值,和环境压力,大约是biosilicification6倍的速度比相应的非生物过程(8]。相反,化学合成的材料含有二氧化硅(通常用作半导体,色谱树脂、陶瓷、塑料、和绝缘体)在极端的压力值,pH值和温度。然而,>由卑微的硅藻比有机玻璃和海绵一样健壮;它只融化在温度高于2000°C (9)和显示材料韧性,强度高,弹性(10型属性[],以及令人印象深刻的11]。这些奇迹背后的秘密在于硅材料的整合成一个有机基体组成的蛋白质和在某些情况下有机分子如长链多胺(LCPAs)。这个矩阵雕刻精致的形态控制下的硅形成纳米复合材料。自第一识别silica-forming蛋白质约1998 - 1999取得了巨大的进展对角色的理解中蛋白质和LCPAs biosilicification过程中,但仍然有很多悬而未决的问题在总体体系结构和分子水平的细节的结果。关键的问题是如何将有机组件雕刻一个无机过程成生物结构与一个良好定义的函数。
(一)
(b)
本文将试图解决的过程biosilification从蛋白质的角度。有很多真正优秀的评论biosilicification的话题,虽然他们往往集中在硅藻(12,13)或海绵(14- - - - - -22),只有少数治疗两个(23]。这里我将比较两个主要类biosilification,试图突出共同的原则,和蛋白质的方式科学可能有助于进一步推动这一领域。
2。硅酸化生物的两个类
单细胞藻类称为硅藻包含硅细胞壁(细胞膜)由两个重叠的阀门连接段或腰带。阀门在几分钟内细胞分裂形成沉淀二氧化硅的控制。硅是集中在硅沉积泡silicalemma膜包裹。在硅藻硅质壁已经成熟,它是驱逐和新质膜下形成(24]。阀门结构自相似的层次结构或分形模式。在每个阀,每个六角形排列室(细隙)包含一组排列的六角孔(cribrum)进而体现了一系列更小的六角形排列毛孔(筛器)。细胞壁成熟发生在向心或自上而下的方式,首先,细隙形式,其次是cribrum,然后筛器(25]。
硅藻细胞壁,在硅集成,没有比几大μm。相比之下,海绵形成圆柱状硅质结构称为针状体可3米长几厘米宽的情况Monorhaphis chuni。有两种类型的海绵在门海绵动物产生硅质针状体,即Demosponges Hexactinellids。他们在针状体的结构不同,往往只有一个或四轴在Demosponges(图4Hexactinellids)和六轴。针状体内部形成sclerocyte细胞(26]。Demosponges,针状体往往落入不同大小的类。大骨针,长度超过300μ米,构成大量的海绵骨架而长形的微小得多,也更加变量大小和形状和辅助函数27)(图4)。在这两种海绵类、针状体包含一个核心蛋白质结构,轴丝(28,硅沉积在这丝在一个错综复杂的周期性排列,导致同心层或薄片。这些薄片保险丝或biosinter在demosponges成熟但仍在hexactinellids更明显的片状。硅是存储在细胞内颗粒称为silicasomes [29日)这释放胞外分泌细胞外地的内容(30.),将硅薄片。
3所示。硅的吸收:膜结合硅运输车Silicate-Binding图案
蛋白质已经来拯救硅化的第一阶段,即细胞内的积累硅酸盐为后续沉积浓度足够高。硅酸的浓度大约是3 - 70μ在海水中,根据生物硅在当地环境的消费(2]。这是主动运输通过硅转运蛋白进入细胞,导致细胞内浓度超过100毫米。这个浓度太高,硅酸盐实际上是过饱和,提供一个清晰的迹象表明其他组件,如蛋白质必须保持硅溶状态。由于低浓度的硅酸在细胞外,硅吸收需要一个专门的主动运输系统。迄今为止,只有一个运输机被确认在海绵,即蛋白质美国domuncula分配给NBC转运体家族,他的表情是调节通过增加硅酸浓度和局部地区的活动接近针状体(31日]。这个运输预计包含10 c端地区跨膜螺旋和协同转运与硅酸盐离子,钠离子,但没有硅酸盐绑定已确定主题。相比之下,无数来自硅藻的转运蛋白是已知的,从第一个描述Cylindrotheca梭杆菌属使用Si模拟68年通用电气作为示踪剂(32]。这些也是积分等离子体膜蛋白(33)也有10个预测和高度保守的跨膜螺旋(34),作为硅酸盐/钠同向转运1:1运输化学计量学(32)和明显protein-silicon相互作用常数温和的亲和力(0.5 -10μ米)。这些亲和力躺在一个浓度范围略低于硅酸盐浓度的海水(35]。守恒的c端域越少的转运蛋白可能与其他蛋白质。钠绑定网站类似于其他钠转运蛋白,而硅酸盐提出了通过氢键和运输膜Gln残留在GXQ图案36)(图5)。转运体表达诱导前最大硅吸收和细胞壁硅化开始前37]。
3.1。具有挑战性的问题:硅酸盐转运蛋白的结构和蛋白质工程
显然转运蛋白的硅酸盐结合主题可能是不同主题促进与蛋白质结合的缩合反应,由于硅酸盐只有一定是暂时性的(可能)不发生任何化学变化(不得不说,我们仍然不知道什么是化学物种的前体最终硅结构,见下文)。然而,这将是非常有趣的来获得更多关于这类蛋白质的结构信息和对比硅酸盐绑定/发布策略与硅酸盐凝结的蛋白质。虽然没有高分辨率结构硅酸盐转运蛋白,它最近成为可能表达的运输车SIT3硅藻t . pseudonana在酿酒酵母(39),基于GFP融合优化表达和纯化。蛋白质在重组proteoliposomes和形成homotetrameric很活跃α螺旋膜蛋白质。低亲和力(K0.5~ 20μ米)表明,它可能是一个成员的“预警系统”;在低硅的浓度,绑定网站不会在同样的程度上,可能导致的高亲和性的upregulation运输车。也有硅转运蛋白在水稻40和其他植物41),但他们不是同源的硅藻转运蛋白,可能使用不同的传输策略。多的信息可以通过进一步分析硅的转运蛋白,特别是在原子水平结构。硅酸盐转运蛋白构成定义良好的蛋白质实体牢牢地嵌入到质膜,不应当有任何方法论的壁垒结晶,除了通常的实验挑战等膜蛋白结晶获得毫克量的纯净,单分散和主动转运蛋白,可以在一个适当的清洁剂/油脂的结晶矩阵(见例如,[42这个问题和相关文章)。可以得到额外的信息选择和增加硅酸盐的吸收转运蛋白突变体。
4所示。识别蛋白质参与Biosilicification
有两个主要的策略来确定蛋白质参与biosilicification:直接和间接的方法。直接的方法,蛋白质是直接与硅的生物标本,即成熟的硅藻细胞壁或海绵骨针。biosilicifying活动可能取决于他们的能力形成的二氧化硅沉淀的解决方案要么硅酸(硅藻蛋白质)或有机前体,如tetraethoxysilane(海绵蛋白质);颗粒状石英也许会在碱水解及其浓度测量使用比色钼蓝试验[43,44]。间接方法通常等全球分析全基因组表达分析可以比较不同RNA转录水平的生产条件下硅酸盐是有限的和超过(45)和相关的基因的转录与已知的硅酸化蛋白(46]。候选基因可能在这两种情况下随后证实,疣状或coexpression记者如GFP基因。这两种方法也可以结合在酵母混合两个屏幕38,47)或下拉化验(38),蛋白质与biosilicification作为诱饵。
鉴于>结构通常非常健壮且耐大多数化学和物理的侮辱,这是具有挑战性的从这些复合材料中提取蛋白质降解或化学修改它们。自第一硅酸化蛋白质在1990年代末的报道,更多的蛋白质被发现并理解相关蛋白质的化学性质的先进提取方法也变得更加详尽的和更少的化学咄咄逼人,和额外的蛋白质很可能在未来几年将被添加到列表中。这将是辅助的数量稳步增长,来自不同硅酸化生物的基因组(49]。然而,不同的化学修改硅酸化蛋白质和末端组件(如长链多胺的作用继续说明biosilicification策略的挑战在化学、生物和生物物理的水平。
4.1。硅藻:Silaffins和朋友
井筒中心炮眼和同事首先识别蛋白质直接参与硅藻硅化。在1999年具有里程碑意义的《科学》的一篇论文中50),他们首先移除相对松散从孤立的硅藻细胞壁蛋白质Cylindrotheca梭杆菌属EDTA等使用的化学过程。然后使用无水氟化氢(HF)溶解的硅结构和留下粘蛋白通过阳离子交换色谱分离,利用这些蛋白质的高阳离子性质(见下文)。这个过程确定了两类蛋白质:第一个类是一个类的蛋白质约200 kDa叫HEP200 (HF-extractable蛋白质)或pleuralins [51),紧密地绑定到硅通过硅条辫子细胞受更多的外围地绑定Ca2 +结合蛋白(frustulins) (52];这些蛋白质是积极参与biosilicification。第二,更丰富的蛋白质类涉及一个乐队在4-17 kDa,调用silaffins。其中,silaffin-1A(本身肽的混合物)迁移大约4 kDa, silaffin-1B 8 kDa, silaffin-2约17 kDa。所有这些蛋白质单独能沉淀二氧化硅nm-sized球体从亚稳硅酸溶液在秒。这些蛋白质的缩聚性质的关键在于他们的化学结构。silaffin-1肽来源于265 -残渣sil1p多肽,残留的20 - 107包含许多酸性残留而残留108 - 265更基本,包含Lys-Lys和Arg-Arg图案重复的结构(大小19、22日重复R1-R7或33残留物)。在silaffin-1A确定的肽1乐队在2.5 - 3 kDa,代表个人重复R3-R7,在序列图案瑞来斯或RNL裂解,而重复R1和R2引起silaffin-1B silaffin-1A2,分别。在硅藻这种pseudonana,另一个研究硅藻,确定silaffins tpsil1-3 [53没有显示出序列同源性c .梭杆菌属silaffins但总体具有相同的氨基酸组成和翻译修饰(见下文)。这些silaffins来自三个不同前体多肽裂解的方式;只有低分了形式形成多孔硅在体外。
19-residue肽重复R5 (SSKKS GSYSG SKGSK RRIL)随后被用于许多试图利用硅化在体外。其活动[c端RRIL主题是至关重要的55]。综合准备R5无法沉淀二氧化硅pH值低于7,而本地silaffin-1A最大活动在酸碱5和持续到450]。这种低ph值活动很好地反映了酸性环境中硅的硅沉积囊泡形成的发生(56],来自silaffins的一个不寻常的属性,即共价修饰。修改发生在两种不同的方式:
(一)赖氨酸改性聚胺类和甲基组:silaffins包含众多Lys-Lys对,第一个赖氨酸是通常与6尺11寸的重复N-methyl-propylamine或其他长链聚胺,而第二个赖氨酸修改为ε- n, N-dimethyl赖氨酸或ε- N, N, N-trimethyl -δ羟赖氨酸(48)(图6)。这样的修改允许阳离子和氢键相互作用紧密结合二氧化硅粒子的表面。在c .梭杆菌属,多胺都是附着在silaffin骨干,但在其他硅藻他们也存在自由长链多胺(LCPAs),并且密切参与biosilicification [57]。每个LCPA通常0.6 - -1.5 kDa长,是基于一个(通常是N-methylated)丙胺,通常连接到鸟氨酸或其产品与不同程度的N-methylation腐胺脱羧。制定更详细的经验法则是根据修改后的赖氨酸的silaffin-3硅藻这种pseudonana,30岁的33个赖氨酸在k / S / Q-K四肽。这里第一个赖氨酸两个aminopropyl单元(4 8-diazaoctanyl-residue),而第二个赖氨酸(如果相隔至少5 aa与其他四肽集群)是一个ε- n, N-dimethyllysine;短的分离,随后修改K两个aminopropyl单元(58]。显然必须有一个复杂的多步酶机械为这些修改但细节只是开始阐明(59]。
(b)Ser磷酸化:如果氟化氢提取pH值5,取而代之的是温和的氟化铵治疗protein-phosphate酯键水解。这使得井筒中心炮眼和同事确定8磷酸基与silaffin-1A [60),其中7绑定Ser和1结合trimethyl-hydroxyl-Lys(图6)。这些磷酸基sds - page产生显著影响,增加表观分子量从~ 4到6.5 kDa磷酸基的存在使得silaffin 1能够沉淀二氧化硅在缺乏磷酸盐缓冲剂。如果磷酸基不存在的蛋白质,它必须提供缓冲形式和使用化学计量的过程中。Silaffin-2和silaffin-1Bc .梭杆菌属也磷酸化重要区段(61年]。除了LCPAs和磷酸基,silaffin-2由羟脯氨酸改性,硫酸盐,复合碳水化合物,总之拥有异常高负电荷密度。这种高阴离子密度意味着本地silaffin-2不能(但deglycosylated和硫酸氢盐silaffin-2可以)沉淀二氧化硅在体外除非得益于LCPAs,本机silaffin-2实际上抑制本地silaffin-1A硅化活动silaffin-2浓度高,可能屏蔽silaffin-1A的正电荷(61年]。糖基化在其它silaffins中也扮演了重要的角色;例如,高分子量的silaffins形式t . pseudonana包含dihydroxyproline高度糖基化的同时,他们无法沉淀二氧化硅在体外(53]。另一个磷酸化蛋白质t . pseudonanasilacidin,高酸性的低分了体重肽主要由Ser(磷酸化)的60%以上,Asp和Glu62年),因此可能主要非结构化。Silacidin促进二氧化硅沉淀在LCPA面前,可能形成大尺度结构由于静电相互作用,从而能“急救代理”确保有效硅处理硅酸耗尽栖息地(63年]。一个膜相关Ser-specific silaffin激酶最近被确认t . pseudonana基于其作为tpsil3(类似的表达模式64年]。然而,它只磷酸化silaffins和只占一小部分~ 25%的silaffin激酶活性,表明许多其他激酶是活跃的。
以下4.4.1。二氧化硅沉淀由活性成分如何?
Silaffins没有垄断硅化。甚至简单的赖氨酸寡聚物可以刺激二氧化硅沉淀在体外长度的增加与肽(65年母鸡,非常基本的酶蛋白溶菌酶也刺激二氧化硅沉淀self-encapsulation[的行为66年]。树枝状分子终止polyprolyeneimine也形成硅团簇直径在170 - 400纳米,可能是因为积极补丁在聚合物表面绑定silanoate或硅物种(67年]。事实上,LCPAsCoscinodiscus提出了(没有silaffins)本质上是能够推动硅沉淀和模式形成一种独特的模型提出了井筒中心炮眼[54],两亲性的本质LCPAs导致重复相分离硅沉积囊泡内分层的方式,最终加工areolae-cribrum-cribellum安排在一个自上而下的方法,直到所有使用LCPA(图7)。微乳液的形成将稳定增加甲基化(68年]虽然指控和无电荷的氨基酸组提供一个pH-switch;部分质子化作用的LCPAs中性pH值使他们能够充当Brønsted酸促进二氧化硅凝结(69年]。进一步调制提供了分子内amine-amine间距的变化和碳:氮比例(70年]。然而,磷酸盐也LCPA二氧化硅沉淀通过微观相分离所需通过形成氢键网络稳定通过静电相互作用[71年),这说明了磷酸化silaffins如何深刻地调节这一过程。同样,磷酸基所需nonsilaffin肽诱导硅凝结(72年,73年磷酸基]由成核肽。
从根本上讲,激活硅凝结壁垒包括硅酸盐粒子的扩散限制碰撞和负电荷的积累在随之而来的低聚物。肽和LCPAs可以减少这一障碍通过增加本地硅酸盐粒子的浓度(成核点或支架,建议通过仿真研究[74年])和补充电荷积累,通过静电相互作用。LCPAs和silaffinsc .梭杆菌属可以一起独自沉淀二氧化硅,但有不同的结果。在t . pseudonana在酸性pH值(5.5),不同silaffins只一起沉淀二氧化硅LCPA和不同浓度依赖性和形态(从球体大小不同的多孔薄板和厚)(53]。简单的鸟氨酸脱羧酶的抑制t . pseudonana减少形成LCPAs的能力,导致硅结构的剧烈变更(46]。显而易见的推论是,不同的组合silaffins LCPAs可以管理不同的硅藻形态。
4.1.2。具有挑战性的问题:Silaffins和LCPA之间的相互作用自组装和硅化作用;小角散射技术与再造的复合物
有可能是一个非常复杂的相互作用的不同组件silaffins,他们的转录后修饰和LCPAs硅藻细胞壁的自组装和组织。考虑到有很多不同的方法沉淀二氧化硅silaffins的不同组合和LCPAs silaffins上的修改也会影响结果,可能很难建立一个明确的途径在活的有机体内。生物物理研究的一个主要目标是建立规则或原则如何这可能发生。虽然各种silaffins和LCPAs巨大,可能会有简单的指导方针。已经有诱人的提示。本机silaffin-1A魔法大骨料在低离子强度(以31日P-NMR谱线增宽)[60),就像它能够形成球状星团,链网络和双连续结构在粗粒度的模拟74年]。此外,LCPA修改本机silaffin-2可能调解其自组装(61年]。本机silaffin-1A和本地silaffin-2A coaggregate在低离子强度和颗粒状,与个人肽(61年];不同比率的两个肽导致不同的形态。Silaffin-2可以被视为一种阴离子硅形成的监管机构,嵌段共聚物的表面活性剂可以调节效应在介孔二氧化硅的合成61年]。同样,hydroxyl-containing分子醇类和碳水化合物等显著降低二氧化硅粒子的大小由R5肽,可能通过减少成障碍,提供额外的氢键合作伙伴(75年]。显然有必要制定更加详细的这些聚合步骤如何发生,同时考虑到约束提供的生物环境,例如,微管和肌动蛋白的动力学控制硅结构的微型和中尺度定位(76年]。
硅酸分子之间的相互作用的详细信息和肽/ LCPAs导致硅凝结将是一个巨大的帮助。原子水平结构的x射线晶体学不会容易获得因为扩散和胶体性质的不同silaffin-LCPA复合物结晶所需的精确的晶格联系的障碍;他们也可能太大核磁共振结构和多分散的解决方案。然而,原位Si-NMR研究硅酸盐离子的化学变化和当地环境可以提供一定程度的洞察力,在体外或在活的有机体内。另一个有前途的方法是进行系统分析不同的组装行为silaffins独自LCPAs一起使用低分辨率的技术,如小角x射线散射可以遵循的构造演化复杂的组件,例如,蛋白质本身,结合实时等自组织分子表面活性剂(78年,79年]。这将是一个挑战,获得足够数量的真实的蛋白质,尽管重建酶机械,最近开始解剖(59),可能会有所帮助。也许转移和整个销售coexpression重组涉及的酶(细菌派生聚胺合成S-adenosylmethionine脱羧酶(AdoMetDC)和一个aminopropyltransferase,有时融合到一个真核组蛋白N-methyltransferase领域,潜在的合成和N-methylate LCPAs)可能会让我们重建一个高产修改系统。
我们还可以期待其他蛋白质被发现这将进一步细微的整体图片。一个最近的例子包括cingulins,从生物信息学挖掘获得的t . pseudonana基因组silaffin-like蛋白质(即。,proteins with domains of at least 100 residues with at least 18% Ser and 10% Lys as well as an ER signal peptide). Of the 89 peptides found, 6 contained highly repetitive domains, where silaffin-like regions (KXXK) alternative with Trp- or Tyr-rich domains [80年]。这些蛋白质在位于腰带乐队和绑定如此强烈,他们甚至没有发布的无水氟化氢,因此用传统的方式阻碍他们的识别。或许他们代表了核心的脚手架总通过疏水或芳香Trp /酪氨酸富域的相互作用?令人吃惊的是,这些蛋白质可能silaffins硅化过程中一样重要。
4.2。海绵:Silicatein,组织蛋白酶的玻璃版本
鉴于biosilicification据说出现了独立在硅藻和海绵,它必须不足为奇硅沉积之间有显著差异的策略和结果一过程还无能为力——无论这两组。主要的差异可以封装在表1。
硅藻silaffins一样,海绵的主要硅酸化组件被直接确定蛋白质的分析海绵材料(81年]。海绵Tethya橘黄色的被漂白,浸泡在酸,主要是针状的骨骼元素称为针状体(直径~ 30μ米,构成海绵总干重的75%)的硅是由无水氟化氢删除的。其余材料fibril-shaped轴向细丝(直径~ 2μ米,只有0.1%的针状物总重量)给3 sds - page乐队,确认为silicateins(硅蛋白)α,β,γ;这些存在于比12:6:1t .橘黄色的这可能反映了一个特定的结构安排涉及这三肽。克隆的主要蛋白质silicatein 330 -残渣α显示相同的蛋白质45%溶酶体组织蛋白酶半胱氨酸蛋白酶(包括完整的保护3二硫键),但主要区别,组织蛋白酶的催化半胱氨酸在silicatein Ser所取代,而其他两个催化三合会成员在这两种情况下他和Asn。(可能有silicateins催化半胱氨酸代替Ser [82年])。轴向细丝(尽管他们生存的提取过程可以通过煮沸变性(83年]),并能促进形成不溶性二氧化硅等有机硅烷tetraethoxysilane(否则在水中稳定),导致沿丝的长轴和降水29日Si-NMR证据的不完全聚合硅网络(83年]。Silicatein-like蛋白质也被发现在许多其他海绵(84年比4 silicatein]包括蛋白质α:1 silicateinβ在Suberitus domuncula(85年),一个二聚silicateinPetrosia ficiformis对应于silicateinβ(86年),甚至silicateins nonspicule形成海绵(87年]。许多这些silicatein-producing海绵来自贝加尔湖仍然是一个丰富的多样性在硅质海绵(88年,89年]。
Silicatein是酶与多个活动,为电大self-association模式。前体蛋白是35 kDa大(包括15-residue信号肽),但除了信号肽,有删除87 -残留前肽autocatalytically由一个未知的机制(90年),留下了一个23 kDa成熟蛋白(这个属性可能解释其报道的蛋白水解活性在某些情况下(91年,92年])。Silicatein silica-related酶活动促使许多调查。没有代数余子式和流程可以进行简单的缓冲系统尽管菲3 +据报道,促进反应(93年),而毫克2 +和EDTA没有效果。两个主要的催化残基的突变Ser 26和His165t .橘黄色的减少活动10倍的水平仍然是变性蛋白的两倍(94年]。虽然普遍认为,机制需要一个亲核的Ser组的H-bond他的“咪唑组提高了效率N2攻击,酶机制仍存在争议的细节。提出了硅乙醇盐缩合通过Ser-Si发生共价中间(83年),但这并没有直接证明虽然非常彻底的模型最近提出(95年]。没有可能结晶silicatein由于其高阶结构,聚集的倾向,但它是可能的结晶和确定组织蛋白酶的结构变异的能力从硅酸凝聚二氧化硅96年]。在这些突变,突变组织蛋白酶的活性部位半胱氨酸和相对应的两个相邻残留silicatein突变体是足以引起这个活动。作者提出一个简单的去质子化反应中His163 deprotonates Si(哦)4形成一个模板为后续没有共价中间的凝结。令人不解的是,这些构造没有活动对silicatein衬底teo“正常”,这更令人怀疑组织蛋白酶嵌合体是合适的模型系统。
Silicatein拟利用小分子化合物模拟nucleophile-hydrogen债券承兑人由他安排一个合适的碳隔离,例如半胱胺(SH亲核试剂和北半球2受体)和乙醇胺。这可能导致粒子的大小40 - 100 nm基于有机硅烷前体(97年]。类似地,嵌段共聚物的半胱氨酸/爵士和赖氨酸也使硅teo存款,导致SiO2球体(降低半胱氨酸)或块(氧化半胱氨酸)98年]。更多的空间控制的存款可以形成由混合两个种群的黄金粒子改性咪唑和羟基,分别为(99年]。
有趣的是,除了冷凝或合成代谢活动作为硅聚合酶,silicatein也可能异化的活动,因为它能够打通bis -p-aminophenoxy-dimethylsilane作为硅酯酶(30.),甚至是猜测,开关从一个活动到另一个是由低分子量化合物(30.]。也许,这些化合物可以出现在silicasomes,单体的硅酸可以通过silicatein self-condense和可以水解。另外,解聚活动可能照顾43-kDa silicase [101年)中发现的美国domuncula,这是与碳酸脱水酶有关。正如脱水酶控制二氧化碳的水化,silicase能溶解>,调节正矽酸盐浓度更高,也许是为了允许更多的矿化之间的动态平衡和可溶性二氧化硅。
4.2.1。准备所有元素Silicatein:酶吗?
Silicatein不是特定于硅前体。t .橘黄色的silicatein也作用于硝酸镓等相关金属氧化物(102年),导致沉积镓氢氧化物(103年]。钛醇盐可以转化为氧化钛纳米晶体叫做锐钛矿(104年)和钡盐BaTiF6形成纳米晶体BaTiOF4与水晶小花微观结构(105年]。分层纳米粒子的氧化锆(ZrO2)也可以形成适当Zr-containing前体(106年]。大这是值得关注的这些金属协调数字的变化,从4 Si / 6 6 - 8、锆钛。在所有情况下,silicatein产生这些缩聚稳定和温和的温度和pH值条件下水溶性前体。盐HAuCl Silicatein也降低了黄金4各向异性的金纳米晶体TiO上固定化酶时修改2纳米线(107年]。更引人注目,silicatein可以催化聚合的一个完全无关的前兆,L-lactide,通过开环聚(L-lactide)步骤(108年),但这背后的机制及其可能的链接自动处理蛋白水解活动(90年尚不清楚。这些活动不仅限于在体外条件。当primmorphs(骨料从分离海绵细胞增殖细胞的形成,在这种情况下美国domuncula)是生长在TiO的存在2前体,TiO2最终与SiO集成2到针状体(109年]。所有这些观察结果使它最重要的获取详细的原子水平结构silicatein与硅前体复杂,但这是受到其内置的聚合(见下文)的倾向。或许聪明的策略来减少这个self-aggregation属性(通过明智的选择“粘性”残留的突变蛋白表面极性或带电残基)可能会导致稳定单体的silicatein结晶。
silicatein的活动可能不是仅局限于活性部位,然而。组织蛋白酶相比,silicatein少带电氨基酸和羟化氨基酸(81年),包括各种Ser集群(111年]。最近的一项研究优雅silicatein基因α和β在t .橘黄色的结合随机突变个珠子microcompartments,使用珠排序选择变异与硅沉积活动增加112年]。突变体的活动增加了增加羟化氨基酸或接近羟化氨基酸突变,突出这类残留的角色,也许通过氢键与硅前体和/或相互作用产生的硅结构。硅醇羟基,密切参与氢键与蛋白质(113年]。
4.2.2。自组装的Silicatein在体外
无论在海绵硅沉积的机理,毫无疑问,silicatein过程中起着核心作用。因此,其空间分布以及其构象骨针结构一直受到密切关注。silicatein二级结构的针状体为主β表(113年),与组织蛋白酶,它由31%α螺旋,只有20%β表(114年]。假设单体的silicatein具有相同的总体结构组织蛋白酶,silicatein必须经历一个主要构象重排的同事。此外,silicatein的重排和随后的包装可能会有所不同从一个silicatein到另一个单位根据不同物种的针状体纤维衍射研究[113年]。模型已经提出了这样一个重排在单体的层面上基于古典变性研究cathepsin-silicatein混合之前用于结晶的研究(96年]。这种蛋白质发生化学变性剂两种转换,导致的损失三级和二级结构,分别;更感兴趣的是,热变性的物种丰富β表,可能类似于物种,根据中子反射率吸附硅珠形成一个稳定的部分展开单层(115年]。这种形式的带正电的残留可能调解绑定到二氧化硅而活跃的站点以及Ser集群面临进一步催化。
适当的构象转变silicatein可能比这要复杂得多,然而。首先,提取方法确定silicatein协会和小心要注意这在任何深入研究silicatein self-association。传统但严厉的氟化氢提取收益率silicatein能够浓缩有机硅烷precursors-leads组建乐队的25岁,50岁,75年,ca。96 kDa轴向细丝美国domuncula,对应于silicatein monomers-tetramers,提取与三羟甲基氨基甲烷和丙三醇液只会单体乐队和一个更好的分离α和β形式(91年];此外,这个准备的单体迁移作为一个18 kDa乐队没有还原剂的情况下,只有形成(变性)25 kDa乐队当减少。明显,glycerol-extracted silicatein,但不是其HF-extracted,显示一个简单的蛋白水解活性酪蛋白测定(尽管硅化活动是不幸的是没有报告)。如果允许重新组装,Tris-extracted原生silicatein形式长(100年至150年μ米丝与普通分支模式,而氢fluoride-extracted silicatein导致不规则团(91年]。
一个关键的协会是由同源建模的方式t .橘黄色的silicatein组织蛋白酶,确定五疏水性补丁silicatein(但不是组织蛋白酶)表面(One hundred.),立即提出一个简单的“泥路”协会。本机t .橘黄色的针状体可能只是分离的相对温和碱性pH值(9)或化学变性剂(90年),导致低聚物的结构分离的更小的寡聚物的减少代理,这表明低聚物稳定分子间的二硫键(One hundred.]。有机会重组低温(但仍在pH值9减少非特定的协会),低聚物形成复杂的网络,不过比本机细丝小一个数量级,分形维数为1.7 (One hundred.]。这是解释为他们把布朗运动的随机漫步,和最有可能提升各向异性粘表面(图8)。有趣的是,从巨人hexactinellid silicatein海绵m . chuni副很容易通过二聚体和三聚更高的丝状结构分子间二硫键稳定但没有证据;他们在一开始就只显示一个分阶段的self-association [116年形成长线性结构之前,迅速成为覆盖方形硅粒子似乎增长堆积。
4.2.3。Silicatein组装在活的有机体内
这些研究揭示了迷人的聚合结构,即使在简单的复杂性在体外系统。问题在于,这些有趣的在体外观察在活的有机体内的相关性。silicatein的首要目的是建立针状体结构(图9),和这发生伸长的灯丝以及原生硅同中心地的灯丝(27]。在活的有机体内这个过程是生物受到许多附加组件,主要是galectin和胶原蛋白,这与silicatein coexpressα在硅酸盐(治疗117年]。Galectin聚集在Ca2 +(117年]和immune-gold电子显微镜研究表明它形式字符串或网,东方silicatein同中心地在针状体增长,而胶原纤维排列高度有序的模式在这些所谓的extraspicular针状体空间(118年)(图10)。这似乎是一个普遍的模式;类似的结论已经达到Hexactinellid海绵Monorhaphis chuni综合地球上最大的>结构,形成巨大的基底针状体长度3米,直径1.1厘米(119年]!同心层或薄片Hexactinellids针状体通常更明显,使它们优秀的模型系统来分析如何silicateins和其他蛋白质组织二氧化硅。这些针状体显示3 >区域,即中央轴向运河与蛋白质的轴丝,包围着笨重的轴向油缸和几百片晶,在外围[逐渐变薄120年,121年]。轴丝本身是建议与日益增长的针状体的内表面膜结构在生长的早期阶段,但这连接丢失在稍后的阶段内的轴丝合同运河,减少水的浓度,促进二氧化硅凝结(110年]。针状体是由多孔胶原蛋白网(10)在动态平衡增长针状体:在早期阶段内部层周围的胶原蛋白形成一个紧身胸衣但随后融化随着针状物的发展(116年]。锯齿在镜面技巧配合精美的多孔孔胶原蛋白网(图10)。
Silicatein轴丝和发现的薄板Monorhaphis(10,92年,122年),c . meyeri根据免疫化学分析(111年];优雅nanoSIMS(二次离子质谱)分析的薄片突出3 sublamellae / 2 - 6μ米宽,每一个都包含三个圆柱木条由silicatein最有可能分隔或其他蛋白质(120年]。粉煤灰的研究表明,针状体硅的基本单位是团簇直径2.8 nm (123年]。这些需要保险丝或biosinter二氧化硅粒子,这可能发生在一个分层的方式从板条sublamellae薄片和最终轴向油缸。这个过程很可能需要silicatein和解释了为什么蛋白质集成到硅薄片(它还显示了蛋白水解活性(92年])以及在轴丝(120年]。
4.2.4。具有挑战性的问题:比较不同的自组装Silicateins有无辅助蛋白质
显然有一个非常大的多样性的不同silicateins组织本身,这可能会影响他们如何与二氧化硅。最容易模仿下简单的结构在体外条件可能是轴向气缸,它本质上是由silicatein有关。它无疑会高度多样性的信息进行系统比较不同silicateins(从不同的海绵)结合galectins海绵系统化的两类不同层次的结构,下面的过程一枝(聚合的早期阶段特别有用)和电子显微镜和原子力显微镜(在后期形成的复杂架构)。
额外的线索可能来自其他蛋白质的包含在这些简单的模型系统是连接到silicatein,即silintaphins。42.5 kDa silintaphin-1 (silicatein -α很棒的PH domain-1),确定从酵母2台混合动力与一个屏幕美国domuncula图书馆(47),与silicatein colocalizes轴丝以及在图层,似乎形成了一个支架,可以组织silicatein成细丝(而不是随机组织总量)的比率4 silicatein: 1 silintaphin-1。在这个复杂,silicatein也显示增加硅酸化活动(124年]。作为一个技术的例子,它帮助菲silicatein形成棒状结构2O3nanocrystallites [47]。有趣的是,Silintaphin-1包含所谓的害虫延伸,富含亲水区域disorder-promoting残留物;这些可以促进蛋白水解作用有限。加上高度重复c端结构,大量hydroxyl-rich氨基酸和赖氨酸对(这可能被LCPAs修改,病死率。(77年]),这给silintaphin-1很多特性与silaffin proproteins硅藻。Silintaphin-2,较小的15-kDa蛋白质,在类似的方式确定,还与silicatein colocalizes内部和表面的针状体(38]。这种蛋白质有大量的酸性和碱性残留物形成带正、负电荷交替集群。还有待观察是否绑定Ca的能力2 +离子允许它还结合硅酸盐然后运输硅酸盐silicatein还是它的作用是间接的。
5。生物技术的应用使硅酸化蛋白质和多肽
不溶性二氧化硅的能力控制沉积silicate-binding蛋白质和多肽的科技梦想>社会自从第一硅酸化蛋白质的识别。首先,这个过程形成的针状体有明显light-propagating属性可能代替神经系统(125年]:针状的尺寸(内径和包覆层厚度)对光子带隙的红外线,可见,和紫外区域,导致有效的单模波导和布拉格光传播机制(11]。原则上这可以用来开发新的集成光元素与特定的波导特性。此外,针状体结合强度和灵活性通过有机的结合(蛋白质)和无机材料(硅);三点弯曲试验表明,针状体的轴向缸高弹性(10]。然而,它仍然有待观察如何翻译这些非凡的材料属性工业。许多有趣的应用程序已经silaffins silicateins,虽然我们还没有看到他们的实际影响。集中硅沉积有潜在影响主要在bioencapsulation、nanopatterning和细胞生长。我们将处理这些。
5.1。Bioencapsulation Silaffin肽和细菌Silicatein显示
Bioencapsulation包括将生物催化剂,主要是酶,在二氧化硅层保护和稳定酶的不良操作条件下同时仍然允许衬底的访问。硅提供明显的优势相比传统聚合物溶胶-凝胶封装、有限的相对恶劣的条件使聚合物介质(127年),固化或硬化时间相对较长(钟头),有限的孔隙度产生的凝胶和肤浅的绑定/俘获的蛋白质。相比之下,硅是介孔(2-50纳米孔隙大小),形式迅速(几分钟),显示了更好的重量蛋白结合能力(128年),可以修改表面涂电影的酶。选择已19-residue R5肽的肽c .梭杆菌属silaffin-1A。在体外,父肽silaffin-1A使硅球体的大小范围0.5 - -0.7μm与硅为例,12二氧化硅:1 silaffin摩尔比率[50),相同大小的粒子形成R5肽,虽然过程是酸碱依赖、不工作在低因为缺乏翻译修饰肽产生的综合如上所述[50]。这显然不是一个问题对于大多数技术的应用程序。
有几个成功的报道酶的封装butyrylcholinesterase只需混合R5肽和硅酸(由原硅酸四甲基酯的水解)66年,129年]。的原位沉积是如此彻底的(尽管其速度(66年]),它会导致负荷容量高达220毫克每g二氧化硅和适当的酶捕获酶在二氧化硅,而不是简单的吸附(129年]。重要的是,封装酶完全稳定在30天在室温和幸存冷冻干燥和升高温度大大优于自由酶,剩下的活动超过1000列卷(129年]。缺点是所需的R5肽浓度很高(10毫克/毫升,对应的摩尔比率1蛋白质:9000 R5)。显而易见的选择是直接融合R5蛋白质。当这样做是利用绿色荧光蛋白作为试验场的氨基端融合R5和其他silaffin-1A肽,事实证明,GFP融合蛋白更有效在硅化pH值7.0,需要较少的蛋白质~ 15倍为硅化相比纯R5,和合并~ 20倍比R5二氧化硅/蛋白质(摩尔比)(130年]。高达85%的蛋白质可以固定130年]。更高效率的封装(99%)在最近的一份报告中获得与R5氨基端融合不同的酶生产的重组大肠杆菌(131年),虽然稳定是相对温和的增加(131年]。尚不清楚的蛋白质都是包裹在相同的程度上和恶劣条件下是否可能“淘汰”最深深包裹蛋白:这可能是揭示了multiexponential酶活性下降。R5肽也被融合为葡萄糖氧化酶进行固定化葡萄糖传感器,尽管目前尚不清楚它是如何工作与其他传感器结构(132年]。令人惊讶的是,的可能贡献LCPAs没有探索更高效的固定化。
一个完全不同的方法了t .橘黄色的silicatein -α,即活细胞的封装。尽管它很难去除大量的活跃和折叠silicatein重组表达大肠杆菌时,有证据表明,蛋白质是活跃的。Silicatein表达大肠杆菌实际上是由硅酸调节(即使它的控制下IPTG-responsive吗虫胶启动子),这导致粘性硅细胞(封面134年]。硅沉积导致细胞团5毫米大小和细菌细胞表面的明显的融合,尽管增长动力学上没有不利影响。目前尚不清楚silicatein实际上是针对细胞或者硅的表面扩散,所以沉积的机制还有待阐明。然而,更直接针对silicatein细胞表面是由插入silicatein——的基因α到的第一个细胞外循环大肠杆菌外膜蛋白质OmpA,最常见的细菌外膜蛋白。Silicatein显示了一个非常通用的压缩其他氧化物的能力除了硅酸盐,而且这种结构能够形成细胞外分层和纳米晶体表钛磷酸盐的水溶性前体(135年),但也有一些证据的非特异性水解和沉积钛磷酸silicatein即使没有。相同的细胞也可以促进L-lactide的开环缩合形成非晶态聚(L-lactide) [108年]。然而它在细胞和应注意在体外环境系统是有限的可用少量的酶,催化表面的钝化由于沉积过程和水的竞争在许多这样的反应(108年]。到目前为止,silicatein仍然是一个很好的实例的细胞显示细胞硅沉积的原则。目前尚不清楚这种方法可以用来改善细胞表现为例,代谢细胞生物反应器涂层保护“盔甲”在某种程度上这并不妨碍所需的代谢过程,以及是否真的会有保护作用;将有很大区别单个分子在石英阶段而不是整个细胞。
5.2。Nanopatterning
与硅Nanopatterning拥有明显的优势由于硅的折射特性。一个令人印象深刻的例子是早期使用R5肽在丙烯酸酯nanopatterns结构;R5肽时混合单体的光敏前体和暴露于激光全息安排,1.33的R5乳剂μm周期性的激光126年]。后续添加tetrahydroxysilane导致形成的二氧化硅球体在波谷高度普通全息图的周期性和增加~ 50 x衍射效率(图11)。维度进一步提高利用silaffin-1A biosculpt二氧化硅纳米粒子从tetramethylorthosilicate下线性剪切流(考虑到剪切流的变化会导致高度分层结构(136年),导致三维交织microfilamentary硅结构(137年]。如果这些结构暴露于气体镁,如果被Mg导致纳米晶体分别保留微丝与原来的形状。然而,多少还有待观察这些工作比简单的(更昂贵的)多肽;例如poly-L-lysine形成六边形或硅球如果不加以干涉,但线性流或电场导致复杂的三维结构包括花瓣和纤维,所有由熔融球形粒子但周期孔洞(138年]。相同的外部效应影响了二氧化硅的结构存款silicatein突变体的定向进化,在风潮导致分散纳米粒子同时孵化停滞会导致更多的片状结构112年]。这种现象也从蛋白质聚合领域,例如在剧烈的震动可能会导致纤维与纤维形成的一个非常不同的结构在静止条件下(139年,140年]。差异可能反映了在溶液中剪切力如何影响核形成的途径和聚结。
(一)
(b)
有更多的报告比silaffin silicatein纳米应用程序,尤其是silicatein氧化缩合的通用性一般启动子。固定化silicatein特定优势是集群的silicatein可能导致“复合成核网站”,可以降低异构(固溶体)成核的激活障碍106年]。同时,相对较低的催化效率silicatein意味着材料在表面有足够的时间来重新排列结构状态是最稳定的(但不一定是活动最容易)在纳米或微尺度(108年]。美国domunculaHis-tagged silicatein可以固定在金表面改性与alkanethiol [141年)或半胱胺/活性酯聚合物(106年)耦合nitrilo-triacetate组和反应表面等离子体共振紧随其后。使用传统的teo前体,硅团簇表面形式(141年而分层的二氧化钛纳米颗粒(TiO2)和氧化锆(ZrO2与其他前兆)形式。这种方法的缺点是相对大量的步骤生成绑定NTA分子和缺乏适当控制氧化硅薄膜的厚度和粗糙度。这两个问题已经减少了在最近的一份报告中,乌洛托品、半胱胺或与金表面,然后携带戊二醛之前允许随后固定化silicatein TMOS (tetramethylorthosilicate)添加142年]。层厚度、粗糙度和水接触角可以由不同数量的控制silicatein吸附层和曝光时间。时间维度的重要性也强调在研究silicatein微触印刷在表面带传统的光学光刻技术(物理吸附),紧随其后的teo [133年]。硅在早期阶段,只有形式在条silicatein存在,只有逐步合并到一个连续的层(图12)。很可能的子任务μ米粒子聚集形成了层,正如在biosintering流程在活的有机体内(120年]。尽管如此,我们仍然缺少一个系统的比较不同的硅酸化biomolecules-from silaffins没有LCPAs silicateins和Cys-Lys块copolymers-to建立哪一个最有效率和潜力空间控制硅沉积。
领域的有机Si-based合成、silicatein显示一些有趣的性质。纯化silicatein细丝可以转化为等过程的催化剂反应或绑定的2气体;这发生在孵化与烷氧基硅烷与metallated螯复合物,将螯集成到硅(143年]。首先描述的增强的有机金属冷凝,重组silicatein (modestly-only 2倍)催化缩合的烷氧基硅烷在中性pH值和环境温度产生硅树脂像直链dimethylsiloxane [144年]。看来我们只是被我们自己的想象力(和可行的扩大)都在寻找合适的应用程序。
5.3。Silicatein、Silaffins和细胞生长
silaffins和silicatein显示承诺在刺激经济增长的骨细胞(骨细胞)。他们的间充质干细胞前体坚持更好的粗糙矿物表面(145年]。接触的人类骨肉瘤SaOS-2细胞>增加釉质基质的结构分子的表达水平以及生产羟磷灰石、骨的无机磷酸氢钙成分(146年),增强了细胞增殖生长无机磷酸氢钙表面以上147年]。二氧化硅已经用于许多可以使多孔支架的生物相容性材料的主要成分(148年]。自硅羟磷灰石的模拟可以看出,控制沉积的硅可以使用巨大的潜力在组织再生的调制速率和程度在骨再生和牙齿重建在活的有机体内。这是利用在一些上下文。主要通过控制沉积硅的固定硅酸化蛋白质显然是至关重要的。
5.3.1。沉积与Silicatein
Silicatein放在文化板块通过简单的物理吸附(149年]其次是添加teo存款>,导致显著增加磷酸氢钙结节的形成由人类骨肉瘤SaOS-2细胞。然而,一个更巧妙的方法是添加一个8-Glu标记蛋白的n端羟磷灰石授予绑定,促进>在合成羟磷灰石的形成纺锤和牙科羟磷灰石添加>前体(150年]。这种“智能胶”可能密封表面缺陷和牙本质小管,减少蛀牙和牙过敏的风险。这将是有趣的探索是否对这些细胞表达silicatein有限和随后沉积在细胞表面(病死率直接>。细菌显示系统大肠杆菌(134年)可能会进一步刺激成骨细胞矿化,但有一个明显的缺点在连续表达式silicatein和潜在的意外删除>除非形成前体供应。
5.3.2。沉积与Silaffin
对于silaffin这涉及融合(基因)R5肽可以自组装成的肽β-sheet-rich(和生物降解)结构,要么大壶状腺的共识重复spidroin蛋白1 (MaSp1)从蜘蛛拖丝[151年)或hydrophobic-polar说1聚合物(AEAEAKAKAEAEAKAK) [152年]。的R5-EAK1构造似乎没有任何明显的优势的形态学改变存款(如果定制本身可以是有用的)。然而,R5-MaSp1构造沉积二氧化硅大约20倍提高效率(每R5分子)比免费R5 [151年]。利用MaSp1的自组装特性,可以组装二氧化硅在实际上电纺纤维融合蛋白,甚至进行旋转和硅化与此同时获得更多的非均匀涂层(151年]。R5-MaSp1融合随后被证明形成三种不同类型的silk-silica表面(153年]。这些表面可以控制通过改变丝膜的浓度,因为蛋白质浓度的增加会导致密集的二氧化硅网络和硅化作用是增强通过包含的氨基端他;此外,使用甘油艾滋病分散二氧化硅的存款。特别是高浓度丝膜致密多孔二氧化硅网络增强了人类间充质干细胞的成骨,可以看到从upregulation成骨的基因标记(153年]。
5.4。具有挑战性的问题:Silaffins与Silicateins ?
目前缺少的是一个直接比较的silaffin——silicatein-mediated硅存款执行在所有这些情况下。例如,可以silicatein受益于MaSp1或者讲是耦合的1序列在硅沉积效率和实用性的角度?这些应用程序是迷人的和令人信服的,但他们还没有提供更多的洞察硅化作用的潜在机制,了解这可能是耦合的应用程序。
6。结论
在本文中,我试图biosilicification并列两个不同的系统,这些硅藻和海绵。虽然结果是惊人different-comparing单细胞μm-sized硅藻的宏观特性sponges-both策略涉及蛋白质结合自组装特性的能力与硅前体通过氢键和静电相互作用。硅藻系统提供了一个几乎无限的潜力品种通过使用小silaffin多肽与不同层次的翻译修饰(主要是赖氨酸和丝氨酸)结合自由或共价连接的长链聚胺类。海绵,远不及大量修改silicateins不同的自组装特性和共存的亚型密切相关。两个系统涉及辅助蛋白可促进或抑制各种类型的组装。现在的挑战是应用技术用于分析复杂系统的形成如一枝原子水平结构的信息,例如,固态核磁共振和结合这一观点从基因组分析系统性信息代表模型中包括适当的组件系统。Biosilicifying生物将继续作为激励的例子自然巧妙的方法解决生物问题的纳米工具使用稀释前体分子和实施“制造业”在环境温度和压力和中性pH值。
确认
作者感谢继续支持丹麦研究基金会(inSPIN)和Lundbeck公司基金会(生命网络2)。它是一家