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Cell세포골격ECM  ≫ 바이오폴리머

담쟁이 덩굴의 접착력, 아라비노 갈락탄

세포골격, ECM
- 증점(단순)다당류 , 복합다당류
- 세포는 Fiber 덩어리다 , 세포는 콜라겐 덩어리다
- 콜라겐 Collagen ,  콜라겐 조성 및 합성과정
- 엘라스틴 elastin,  Proteoglycan
- Fibronectin,  Laminins
- Integrins,  Cadherins
- 세균(진핵,원핵), 고세균의 막구조

130년 만에 밝혀진 담쟁이덩굴의 비밀: 자연계에서 가장 강력한 접착제

생명과학  양병찬 (2016-05-27 09:16)
  
심지어 식물이 죽은 뒤에도, 담쟁이덩굴을 건물에서 떼어내는 것은 - 불가능한 건 아니지만 - 매우 힘들다. 덩굴이 떨어져나가기도 전에, 벽돌과 회반죽이 먼저 떼어지는 것으로 알려져 있기 때문이다.
지금으로부터 130여 년 전, 찰스 다윈은 '서양담쟁이덩굴(Hedera helix)의 접착력은, 뿌리에서 분비되는 얇고 노란 접착제 때문임'을 밝힌 바 있다. 그러나 그 이후로, 접착제의 작용 메커니즘은 거의 밝혀지지 않았다.
이제 과학자들은 8년간의 연구 끝에 그 메커니즘을 밝혀, PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 발표했다. 연구진에 의하면, 접착제의 핵심성분은 '당(糖)으로 코팅된 나노볼(미세한 구형 나노입자)'라고 한다.
"나노볼은 입자가 매우 균일하므로, 잘 퍼져나가 표면의 작은 틈새와 구멍으로 침투한다. 그후 접착제의 수분이 증발하면, 다른 물질(예: 칼슘, 펙틴)의 도움을 받아 나노볼들이 농축되어 접착제가 단단해진다"고 연구진은 설명했다.
선행연구에서는 담쟁이덩굴의 끈적거리는 삼출액(viscous exudate)에서 나노볼을 발견한 바 있다. 이번 연구에서 연구진은, 나노볼의 핵심성분이 아라비노갈락탄 단백질(AGPs: arabinogalactan proteins)이라는 사실을 밝혀냈다. AGPs는 히드록시프롤린(hydroxyproline)이 풍부한 당단백질의 수퍼패밀리로, 식물세포의 세포외공간(extracellular space)에서 발견된다.
AGP가 풍부한 나노입자는 담쟁이덩굴 접착제의 점성(viscosity)을 낮춰, 기질(substrate)의 표면을 습윤(濕潤)시키는 데 유리하다. 한편 (칼슘 이온의 주도 하에 이루어지는) AGPs의 카르복시기와 펙트산(pectic acid)의 정전기적 상호작용은 삼출된 접착성 물질의 교차결합(cross-linking)을 유도하여, 접착필름의 형성을 통해 접착제를 양생(curing)시킨다. 이는 궁극적으로, 담쟁이덩굴의 부정근(adventitious root: 뿌리 이외의 부분, 즉 줄기에서 2차적으로 발생하는 뿌리의 통칭)과 기질의 표면 사이에서 기계적 맞물림(interlocking)을 촉진하게 된다.
AGPs와 펙틴 다당류(pectic polysaccharide)는 다른 덩굴식물들이 분비하는 바이오접착제(bioadhesive)에서도 발견되므로, 담쟁이덩굴에서 밝혀진 접착메커니즘은 다양한 식물성 접착제의 일반원리를 이해하는 데 도움이 될 것으로 보인다.
연구진은 담쟁이덩굴 나노볼의 접착 메커니즘을 모방하여 고강도 접착제를 만들 수 있을 거라 생각하고 있다. 그리하여 조직공학에 응용하면, 인공장기(artificial organ)를 만들 때 세포를 뼈대에 부착하는 데 도움이 될 것으로 보인다. 나노볼은 안전한 표적지향 약물전달시스템(targeted drug delivery system)에도 응용될 수 있을 것으로 보인다. 현재 화학요법제를 세포에 전달하는 데 사용되는 나노입자들과 달리, 담쟁이덩굴의 나노볼은 금속을 포함하고 있지 않아 독성이 덜하기 때문이다.




페이스북       방명록      수정 2018-04-18 / 등록 2016-05-27 / 조회 : 4232 (307)



우리의 건강을 해치는 불량지식이 없는 아름다운 세상을 꿈꾸며 ...  2009.12  최낙언